首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 机械设计,制造及其自动化 -> 钛合金的加工特点与工艺分析 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

opticsky 2007-12-24 11:50

钛合金的加工特点与工艺分析

钛合金材料由于密度小、比强度高、耐高温、抗氧化性能好等特点,在航空航天等领域应用广泛。但钛合金的机械加工性能差,影响了该材料的广泛使用。 ew;ur?  
Iq#ZhAk  
钛合金是在工业纯钛中加入合金元素,以提高钛的强度。钛合金可分三种:a钛合金,b钛合金和a+b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成,这类合金组织稳定,高温变形性能、韧性、塑性较好,能进行淬火、时效处理,使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在: |\dZ'   
d{3@h+zL  
(1)比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)、重量轻,但其比强度却大于超高强度钢。 JXixYwm  
(2)热强性高。钛合金的热稳定性好,在300~500℃条件下,其强度约比铝合金高10倍。 I.Y['%8,5~  
(3)化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应,在表面形成TiC及TiN硬化层。 {^ m(,K_  
(4)导热性差。钛合金导热性差,钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃,导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。 sK"9fU  
Fi. aC;sx  
钛合金切削加工特性分析 c9\2YKo  
OdQT2PA_  
首先,钛合金导热系数低,仅是钢的1/4、铝的1/13、铜的1/25。因切削区散热慢,不利于热平衡,在切削加工过程中,散热和冷却效果很差,易于在切削区形成高温,加工后零件变形回弹大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快,耐用度降低。其次,钛合金的导热系数低,使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削热不易散发,加速刀具磨损。最后,钛合金化学活性高,在高温下加工易与刀具材料起反应,形成溶敷、扩散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。 E]J:~H'Er  
^A][)*SZ  
加工中心加工钛合金的特点 rUlS'L;$"  
t4q ej  
(1)加工中心可以同时加工多个零件,提高生产效率。 \.f}W_OF  
(2)可提高零件加工精度,产品一致性好。加工中心具有刀具补偿功能,可以获得机床本身的加工精度。 CvPioi  
(3)具有广泛的适应性和较大的加工灵活性。 uk9g<<3T  
(4)可实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。 -w;(cE  
(5)可以进行精确的成本计算,控制生产进度。 & SAH2xR  
(6)不需要专用夹具,可节约成本经费,缩短生产周期。 8K;Y2 #  
(7)可大大减轻工人的劳动强度。 2[B4f7  
(8)可利用UG等CAD/CAM软件进行多轴加工。 F,GN[f-  
0l=+$& D  
刀具材料的选择 aZet0?Qr  
{/ LZcz[  
选用刀具材料应满足下列要求: j}F-Xs+  
v[TYc:L=  
(1)足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。 ?sBh=Ds  
(2)足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时要承受很大的扭矩和切削力,因此必须有足够的强度和韧性。 )i>[M"7  
(3)足够的耐磨性。由于钛合金韧性好,加工时切削刃要锋利,因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力,这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。 \ A%eG&  
(4)刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高,因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金,造成粘刀、烧刀现象。 ? b[n|^wS  
 \dl ph  
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行的切削试验表明,采用高钴刀具效果理想,钴的主要作用是加强二次硬化效果,提高红硬性和热处理后的硬度,同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。 !Y<oN~<%)  
DY{cQb  
铣刀的几何参数 "o&HE@t  
?( =p<TUw  
钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在较大区别。 x|0:P sE  
U{~SXk'2+  
(1)螺旋角β:选择较小的螺旋升角,增大排屑槽,排屑容易,散热快,同时也减小切削加工过程中的切削抗力。 8ZcU[8r  
(2)前角γ:切削时刃口锋利,切削轻快,避免钛合金产生过多切削热,从而避免产生二次硬化。 {kLGWbo|Q  
(3)后角α:减小刀刃的磨损速度,有利于散热,耐用度也得到很大程度的提高。 Fl{WAg  
D -IR!js ]  
切削参数选择 mPPk )qy  
IN7<@OS7  
钛合金机加工应选择较低的切削速度,适当的进给量,合理的切深和精加工量,冷却要充分。 _Mc>W0'5@  
Ch_xyuJ  
(1)切削速度Vc:Vc=30~50m/min。 p<`+sf}A:  
(2)进给量f:粗加工时取较大进给量,精加工和半精加工取适中的进给量。 WlV z,t'if  
(3)切削深度ap:ap=1/3d为宜,钛合金亲合力好,排屑困难,切削深度太大,会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。 6  P`)%zj  
(4)精加工余量αc:适中,钛合金表面硬化层约0.1~0.15mm,余量太小,刀刃切削在硬化层上,刀具容易磨损,应该避免硬化层加工,但切削余量不宜过大。 VW@ x=m  
kax\h  
冷却液 U@Tj B  
`7+j0kV)  
钛合金加工最好不使用含氯的冷却液,避免产生有毒物质和引起氢脆,也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。可选用合成水溶性乳化液,也可自配冷却液。 ~vgA7E/XV  
!umEyd@ "  
切削加工时冷却液要保证充足,冷却液循环速度要快,切削液流量和压力要大,加工中心都配有专用冷却喷嘴,只要注意调整就能达到预期效果。 PzZZ>7_6S  
k$Rnj`*^  
通过对钛合金的特性分析,编制正确、科学的加工工艺,可以降低成本,提高生产效率。 Y'`"9Db  
V% CUMH =U  
(文章来源:网络转载)
byxf 2008-11-06 09:11
学习,学习
查看本帖完整版本: [-- 钛合金的加工特点与工艺分析 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计