钛合金的车削加工.pdf

第15卷总第58期
特钢技术
Vol.15(58)
2009年第1期
Special Steel Techne
2009,N
钛合金的车削加工
阮绍南
(钢集团四川长城特殊钢公司技工学校621700四川江油)
摘要:介绍了对于不同的钛合金材料,通过合理选择刀具材料、刀具几何参数、切削用量以及冷却液等来克服
钛合金车削加工中存在的切劇问题,达到满意的切劇效果
关键词:钛合金丰劇因素刀具材料刀具几何参数切劇用量切削液
中图分类号:T596.7+4文献标示符:B文章编号:1674-0971(2009)01-058-03
Brief Introduction about Turning on Titanium Alloy
Ruan Sh
Technology School, Sichuan Changcheng Special Steel Co, Ld. Pangang Group, Jiangyou, Sichuan, 621701)
Abstract e iferent titanium alloy materials were introuced in this paper, rough reasonable selections on cutting tool ma
terial, cutting tool geometry parameter, cutting specification and cutting mpound and so on, the cutting problem existed in turning
ng on titanium alloy could be overcome, in order to achieve satisfactory cutting effects
Key Words: Titanium alloy, uming facor utting o maerl, u ing ool gemetry parameter, Cutting specification
Cutting compound
引言
(4)铝化钛很难加工,因其重量非常轻,强度非
常高,目前的加工还在探索过程中。
钛合金是一种密度小、强度高、并具有耐腐蚀
总的来说,钛合金作为一种难加工材料,在车
和耐热等特性的金属材料。通常钛合金按退火后削加工过程中,切削加工性差,刀具磨损严重和加
的组织,可划分为:a相钛合金(即TA类),8相钛合工时易产生振动等原因,妨碍了其加工生产率和质
金(TB类),a+B相钛合金(T℃类),以及现在新研制量的提高。为此,我们从钛合金性能对车削因素的
出的铝化钛四大类。不同牌号、不同形态的钛合金影响进行研究,找出了刀具材料、刀具几何参数、切
切削加工的难易程度是不一样的,这是因为
削用量以及冷却液等在钛合金加工中的最优参数,
(1)TA类钛合金是纯钛,比较软,可以高速加并应用到生产实际中,取得较好的加工效果
工,一般不存在加工问题,常用的牌号有TA1、TA2、
影响车削因素的几个问题
TA3。
2)T℃类钛合金是最常见的钛合金,目前广泛
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别因
地应用于航天航空、造船、化工、治金、医疗和生活难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切
用品等多个领域中。在加工该类钛合金时由于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方
屑难于断裂并具有磨蚀性,造成刀具使用寿命较面,关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能三者
短,不易加工。常用牌号有TC4、TC6、TC9、TC10等。综合对其切削加工性的影响。主要表现在以下几
(3)TB类钛合金不具备TC类的韧度,但其硬个方面
度更高,更脆,更难加工。这是因为钛合金中的钒、
(1)钛合金热导率很低,大约只有铝及其合金
钼及铬的含量很高。该类钛合金目前越来越常见,热导率的1/15,是钢热导率的1/5。低的热导率使
对加工业提出更高的加工挑战。常用的牌号有它在切削加工中会产生较大的温差和较大的热应
TB1,TB2两种。
力。热导率低,热量不易散发,还会造成加工粘结,
收件日期:2009-01-6
作者简介:阮绍南,讲师,毕业于四川.业学院机电安业,现在攀倒集闭长钢公司技学校从手教学正作、机械教研怀主任.联系电话:0816
3646020F-nail:rsmlt(a163.com
2009年第1期
阮绍南:钛合金的车削加工
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随着切削速度的提高,其切削区域温度的升高要比
I(ia)
切削钢时快得多、高得多。在不加冷却情况下,V=
40m/min时,=800℃;V=120m/min时,0>1100℃。
(2)钛合金在车削加工中,由于钛合金塑性低,
YGRM
钛的化学活性高,在切削高温下,容易与空气中的
600
氧、氮等元素化合,使其塑性显著下降,脆性增妳,
YG1
故切削变形小(变形系数k=1),造成切削与刀面的
接触长度短(只有切钢时的1/3~1/4)。因此切削
力、切削热集中在距刀刃很近的区域内。粗加工
中,刀尖容易崩脆和磨损。纯钛在车削过程中,切
了715
屑严重卷曲,连续不断,极易缠绕在工件上或粘附
在刀尖上,使刀具和工件间的摩擦力剧增。
Y(a/nig)
(3)钛合金的弹性模量仅为钢的1/2,因此在切
削加工时,径向力会使零件变形。工艺系统应有足
够的刚性
图1乃具材料的T-V关系曲线
(4)钛合金冷硬现象较为突出。其原因是:切
Fig 1 Curve of relationship of time and rate
削过程中产生的塑性变形和在很高的切削温度下,
for cutting Titanium Alloy by some
LOYS
钛吸收空气中的氧和氮,形成硬和脆的外皮,加剧
图1是切削钛合金时,几种刀具材料的TーV
了刀具的磨损,给加工带来困难。
关系曲线。从中看到,YGRM、600、YG10HT、YG8等
(5)钛合金在切削时的高温高压下,钛很容易刀具耐用度比YT5高得多。
和刀具材料中的碳、钛、钻等元素产生粘接,造成刀
具的粘接磨损。
3刀具几何参数的合理选择
在切削过程中,锐利的刀具是切除金属的重要
2刀具材料的合理选择
条件。纯钛的粗加工,主要靠锋利的刀具来完成,
在切削钛坯料外表皮时,钛屑过高的温度和刀切削速度为20~50m/min时,主偏角为45°~75°,前
具表面的磨擦,能使刀具表面受到严重的磨损。在角为10°~20°。TC6、1T09、TC10及Ti679等钛合金的
切削高强度、高韧性钛合金过程中,刀具受到的切粗加工,切削力较大,切削时大都采用较小的前角,
削阻力更大,以至于工件上坚硬的氧化表层,能将一般不磨卷屑槽或使前角为0°,首先保证刀具的耐
硬质合金刀片刃口切成锯齿形状。这就要求刀具用度。当去除氧化表皮后,切削速度可提高到50
材料在高温下能保持足够的硬度和良好的耐磨性、80m/min。
耐热性。同时,由于切削钛合金时容易产生粘接磨
切削TAO、TA1、TA2和TA3等工业纯钛时,因为
损,故应选择与钛亲和力小的刀具材料。因此,在材料较软,前角选用得大ー一些。粗加工TC6、TC9和
切削钛合金时一般采用钨钻类硬质合金