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  • 鈦合金常見的機(jī)械加工工序有哪些?




     鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)小,約為鐵的1/3,機(jī)械加工時(shí)產(chǎn)生的熱量很難通過工件釋放;同時(shí)由于鈦合金比熱小,加工時(shí)局部溫度上升快。因此,容易造成刀具溫度很高,使刀尖急劇磨損,使用壽命降低。實(shí)驗(yàn)證明,切削鈦合金的刀具前端溫度比切削鋼的溫度高2-3倍。導(dǎo)熱系數(shù)、彈性模量、化學(xué)活性及合金類型和顯微組織是影響鈦合金機(jī)械加工性能的主要因素。鈦合金彈性模量低,使已加工表面容易產(chǎn)生回彈,特別是薄壁零件的加工回彈更為嚴(yán)重,易引起后刀面與已加工表面產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦,從而磨損刀具和崩刃。鈦合金化學(xué)活性很強(qiáng),高溫下極易與氧、氫、氮發(fā)生作用,使其硬度增加,塑性下降,在加熱和鍛造過程中形成的富氧層的機(jī)械加工困難。鈦合金的合金成分不同,其加工性能也不一樣,在退火狀態(tài)下,a型鈦合金機(jī)械加工性能較好;a+β型鈦合金次之;β型鈦合金強(qiáng)度高,淬透性好,但機(jī)械加工性能最差。

      鈦合金機(jī)械加工的方法很多,主要包括:車削、銑削、鏜孔、鉆削、磨削、攻絲、鋸削、電火花加工等。
      1.鈦合金的車削加工及鏜孔
      車削鈦合金的主要問題是:切削溫度高;刀具磨損較嚴(yán)重;切削回彈大。在合適的機(jī)械加工條件下。車削和鏜孔并不是特別困難的工序。對于連續(xù)切削、大批量生產(chǎn)或金屬去除量大的切削,一般都采用硬質(zhì)合金刀具,當(dāng)進(jìn)行成型切削、車槽或切斷時(shí),適合用調(diào)整鋼刀具,金屬陶瓷刀具也得到應(yīng)用。同其他機(jī)械加工操作一樣,始終采用恒定的強(qiáng)制進(jìn)刀,可以避免切削中斷。切削過程中不要停止或減速。一般不要進(jìn)行切削,而應(yīng)進(jìn)行充分冷卻;冷卻劑可采用5%硝酸鈉水溶液或1/20可溶性油乳狀水溶液。鍛造前,車削原始棒料表面富氧層采用硬質(zhì)合金刀具,其切削深度應(yīng)大于富氧層厚度,切削速度為20~30m/min,進(jìn)給量為0.1~0.2mm/r。鏜削是精加工,特別是對薄壁鈦合金產(chǎn)品在鏜削加工中,應(yīng)防止燒傷和零件裝夾變形。
      2.鈦合金的鉆削加工
      鉆削鈦合金時(shí)容易生成長而薄的卷曲切屑,同時(shí)鉆削熱量大,容易使切屑過分堆積或粘附在鉆削刃上,這是造成鉆削鈦合金困難的主要原因。鉆孔要采用短而鋒利的鉆頭和低速強(qiáng)制進(jìn)給,支撐支架要緊固,并要給以重復(fù)充分冷卻,尤其是深孔鉆削。鉆削過程中鉆頭在孔內(nèi)應(yīng)保持鉆削狀態(tài)而不允許在鉆孔內(nèi)空轉(zhuǎn),并應(yīng)保持低而恒速的鉆削速度。鉆通孔要仔細(xì),當(dāng)快要鉆通時(shí),為了清理鉆頭和鉆孔,及去除鉆屑,最好退回鉆頭,最終破孔時(shí)采用強(qiáng)制進(jìn)給,這樣可以獲得光滑的孔。
      3.鈦合金的攻絲
      鈦合金的攻絲可能是最困難的機(jī)械加工工序。攻絲時(shí),鈦屑排除受限制及嚴(yán)重的咬合傾向?qū)?dǎo)致螺紋配合不好,致使絲錐卡住或斷裂。在攻絲完成時(shí),鈦合金傾向干緊縮在絲錐上。因此,應(yīng)盡量避免加工盲孔或過長的通孔,以防止內(nèi)螺紋表面粗糙度變大或斷錐現(xiàn)象的產(chǎn)生。同時(shí),在攻絲方法上要不斷改進(jìn),如可以磨去絲錐后緣。沿齒刃長度在齒頂磨制軸向的排屑溝等。另一方面采用表面經(jīng)過氧化、氧化或鍍處理的絲錐,以降低咬合及磨損。
      4.鈦合金的鋸割加工
      鋸割鈦合金時(shí),要采用低的表面速度和連續(xù)強(qiáng)制進(jìn)料。實(shí)驗(yàn)證明,齒距為4.2mm~8.5mm的粗齒高速鋼鋸條適用于鋸鈦合金。若用帶鋸鋸鈦合金,其鋸條齒距由工件厚度決定,一般為2.5mm~25.4mm,材料厚度愈厚,齒距愈大。同時(shí)必須保持強(qiáng)制進(jìn)料能力和所需的冷卻劑。
      5.鈦臺金的電火花加工
      鈦合金的電火花加工要求工具與工件間有―個(gè)操作間隙。間隙范圍最好取在0.005mm0.4mm,較小的間隙常用于要求表面光滑的精加工,較大間隙則用于要求迅速去除金屬的粗加工。電極材料最好選用銅和鋅。

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