鈦合金按金屬組織分為a相、b相、a+b相,分別以TA,T,TC表示其牌號(hào)和類(lèi)型。我公司某新型發(fā)動(dòng)機(jī)所用材料為T(mén),TC兩種。一般鑄、鍛件采TA系列,棒料用TC系列。
特點(diǎn)及切削加工性
鈦合金相對(duì)一般合金鋼具有以下優(yōu)點(diǎn):
比強(qiáng)變高:鈦合金密度只有4.5g/cm3,比鐵小得多,而其強(qiáng)度與普通碳鋼相近。機(jī)械性能好:鈦合金熔點(diǎn)為1660℃,比鐵高,具有較高的熱強(qiáng)度,可在550℃以下工作,同時(shí)在低溫下通常顯示出較好的韌性。
抗蝕性好:在550℃以下鈦合金表面易形成致密的氧化膜,故不容易被進(jìn)一步氧化,對(duì)大氣、海水、蒸汽以及一些酸、堿、鹽介質(zhì)均有較高的抗蝕能力。
另一方面,鈦合金的切削加工性比較差。主要原因?yàn)椋?/p>
導(dǎo)熱性差,致使切削溫度很高,降低了刀具耐用度。600℃以上溫度時(shí),表面形成氧化硬層,對(duì)刀具有強(qiáng)烈的磨損作用。塑性低、硬度高,使剪切角增大,切屑與前刀面接觸長(zhǎng)度很小,前刀面上應(yīng)力很大,刀刃易發(fā)生破損。
彈性模量低,彈性變形大,接近后刀面處工件表面回彈量大,所以已加工表面與后刀面的接觸面積大,磨損嚴(yán)重。
鈦合金切削過(guò)程中的這些特點(diǎn)使其加工變得十分困難,導(dǎo)致加工效率低,刀具消耗大。
切削加工的普遍原則
根據(jù)鈦合金的性質(zhì)和切削過(guò)程中的特點(diǎn),加工時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
盡可能使用硬質(zhì)合金刀具,如鎢鈷類(lèi)硬質(zhì)合金與鈦合金化學(xué)親和力小、導(dǎo)熱性好、強(qiáng)度也較高。低速下斷續(xù)切削時(shí)可選用耐沖擊的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金,成形和復(fù)雜刀具可用高溫性能好的高速鋼。
采用較小的前角和較大的后角以增大切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度,減小工件與后刀面的摩擦,刀尖采用圓弧過(guò)渡刃以提高強(qiáng)度,避免尖角燒損和刀刃。要保持刀刃鋒利,以保證排屑流暢,避免粘屑崩刃。
切削速度宜低,以免切削溫度過(guò)高;進(jìn)給量適中,過(guò)大易燒刀,過(guò)小則因刀刃在加工硬化層中工作而磨損過(guò)快;切削深度可較大,使刀尖在硬化層以下工作,有利于提高刀具耐用度。加工時(shí)須加冷卻液充分冷卻。
切削鈦合金時(shí)吃刀抗力較大,故工藝系統(tǒng)需保證有足夠的剛度。由于鈦合金易變形,所以切削夾緊力不能大,特別是在某些精加工工序時(shí),必要時(shí)可使用一定的輔助支承。
以上是鈦合金加工時(shí)需考慮的普遍原則,事實(shí)上,用不同的加工方法時(shí)及在不同的條件下存在著不同的矛盾突出點(diǎn)和解決問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)。 |