佛山市鈦合金加工手冊

來源: 發(fā)布時間:2021-10-18

鈦合金加工需要注意的事項:1、鈦合金熱傳導系數(shù)低,加工時熱量在工件局部表面堆積,很容易使刀具溫度過高造成“燒刀”,則因此就要求刀具質(zhì)量好,而且切削線速度要低(低轉(zhuǎn)速,低進給)。具較好是鈦合金專門刀具,如果沒有也可以用硬質(zhì)合金刀具,硬度越高越好,建議55度以上。2、由于鈦合金加工刀具硬度越高質(zhì)地越緊密,傳熱效果越好,所以盡量不要用涂層刀具,鈦合金材料會和涂層里的鈦發(fā)生“親和”反應(yīng),造成“粘刀”。3、鈦合金密度低,硬度低,材料很棉,容易“讓刀”。粗加工時只會發(fā)生“切削不到位”的情況,而不會發(fā)生“過切”。為了避免“讓刀”尺寸不到位,鈦合金加工而反復加工,余量盡量少留,以提高加工效率。4、鈦合金加工時需要做好冷卻措施,萬不可干切。小微量切削的精加工時更要注意。顆粒度很小的鈦合金碎屑,在二百多度左右會“燃燒”,影響產(chǎn)品成型質(zhì)量。鈦合金加工的訣竅:使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,盡可能把更多的刀刃進入切削。佛山市鈦合金加工手冊

航空鈦合金葉片工藝的難點:(1)航空葉片進排氣邊非常薄,大型的風扇葉片也光有R0.3mm左右,小的壓氣機葉片有些甚至會達到R0.1mm級別。這就使得在進行砂帶磨削時,必須采用很小的接觸力進行磨削,否則難以保證型面精度,這對于砂帶磨削裝置的接觸力控制提出了很高的要求。(2)磨削余量不均勻。鍛造的鈦合金壓氣機葉片和超塑成型風扇葉片一般采用銑削或線切割進排氣邊鍛造飛邊(保證弦寬),然后進行進排氣邊磨削拋光加工,這一加工特點使得進排氣邊圓角(或局部橢圓截面)部分加工余量很不均勻,如下圖所示:紅色部分為毛坯外輪廓,圓弧部分為進排氣邊的理論曲線。佛山市鈦合金加工手冊鈦合金零件加工的外表處理辦法:化學拋光。

鈦合金切削加工性能分析:(1)鈦合金的彈性模數(shù)小,其中TC4的彈性模量E=110GPa,約為鋼的一半,且導熱性低,因而由切削力所引起的被加工件彈性變形大,同時在加工過程中會產(chǎn)生較高和較集中的切削力,容易產(chǎn)生振動而導致切削時出現(xiàn)振顫,降低工件精度,為此要改善加工系統(tǒng)的剛性。(2)鈦合金在切削加工中所產(chǎn)生的局部高溫使鈦很容易吸收大氣中的氧和氮形成又硬又脆的外皮而造成工件加工表面的加工硬化現(xiàn)象,加工硬化速度快,使得刀具表面產(chǎn)生嚴重的劃痕,容易在切削過程中產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。(3)鈦合金材料本身的物理和化學性能使其切削加工時與工件親和力大,切削加工時刀具與工件接觸時易產(chǎn)生黏刀現(xiàn)象,增大了刀具與工件間的摩擦,產(chǎn)生大量的切削熱,由此產(chǎn)生的大量切削熱無法及時通過切屑散發(fā)出去,較大降低了刀具的使用壽命。因此,加工鈦合金的刀具必須具備高熱硬度。

鈦合金導熱差、硬度高、易回彈。導熱差體現(xiàn)在加工過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量非常大,如果是其他金屬會很快傳到整體上,比如我們平時用的鍋。但是鈦合金導熱差,會把熱量不斷聚集起來,使得鈦合金變黏,使刀具受熱變脆、磨損嚴重,甚至損壞刀具,就仿佛在用刀切橡皮糖一樣。鈦合金硬度大,同樣用在飛機上的鋁合金材料加工起來就顯得簡單一些:加工1米鈦合金材料的時間可以加工25米鋁合金材料,而且還更省刀,但鋁合金強度難以達到要求,因此鈦合金加工雖然難,但是非常必要。而且鈦合金回彈嚴重,影響零件加工精度,尤其是對于薄壁、外形復雜的零件,其加工難度更大。加工鈦合金零件的效率是怎樣的呢?主張在銑削加工鈦合金零件時盡可能選用逆銑辦法。

鈦合金加工工藝性:(1)由于其化學成分的不穩(wěn)定。TC4鈦合金在熱變形下就會與氧氣和氮氣發(fā)作化學反響,甚至還會與一些含氧氣體發(fā)作化學反響,反響就會產(chǎn)生氧化皮附在工件外表上,如果溫度更高一些,達到900℃以上時,附在工件外表的氧化皮就會產(chǎn)生鱗片,這樣氧元素和氮元素就很有可能向金屬內(nèi)部進行浸透分散,較終就會構(gòu)成外表吸氣層。硬度較高、塑性較低是這種吸氣層的特點。(2)滲碳體在金相組織中的體現(xiàn)屬于一種復雜的Fe-C化合物,維氏硬度較高能夠達到HV1100的樣子,而沖擊韌度幾乎沒有。(3)導熱性不高:鈦合金的導熱率如果和鋁合金等其他合金來比較的話只要鋁合金導的大約1/15,鋼的大約1/5。鈦合金的導溫率和導熱率比較于鋁合金、鋼來說,低很多,都只要鋁合金的大約1/15,鋼的大約2/7,對一些鈦合金零件外表加工質(zhì)量的影響是比較大的。選擇技術(shù)好、經(jīng)驗豐富的從事鈦合金零件加工的工人。沒有專業(yè)技術(shù),就不可能進行精密加工。成都鈦合金管加工收費

鈦合金零件加工:對工件已加工表面的磨削作用會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閽伖庾饔?,其加工過程是連續(xù)自動轉(zhuǎn)換的。佛山市鈦合金加工手冊

鈦合金加工的主要工藝訣竅如下:(1)采用正角型幾何形狀的刀片,以減少切削力、切削熱和工件的變形。(2)保持恒定的進給以避免工件的硬化,在切削過程中刀具要始終處于進給狀態(tài),銑削時徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。(3)采用高壓大流量切削液,以保證加工過程的熱穩(wěn)定性,防止因溫度過高導致工件表面變性和刀具損壞。(4)保持刀片刃口鋒利,鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因,容易導致刀具失效。(5)盡可能在鈦合金較軟的狀態(tài)加工,因為淬硬后材料變得更難加工,熱處理提高了材料的強度并增加刀片的磨損。(6)使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量,防止局部破損。在銑削鈦合金時,各切削參數(shù)中切削速度對刀具壽命vc的影響較大,徑向吃刀量(銑削深度)ae次之。佛山市鈦合金加工手冊

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