加工钛合金的究竟难在哪里?如何选择适合的合金铣刀进行钛合金加工?

点击:1048 日期:2019-07-05 选择字号:
加工钛合金的究竟难在哪里?如何选择适合的合金铣刀进行钛合金加工?

  钛合金的加工究竟难在哪里?如何选择适合的合金铣刀加工钛合金若不用钛合金专用铣刀,其数控刀具必然易崩、易磨损,且加工效率低。首先,钛合金的弹性模数低,约为钢的1/2,对于去除后的表面易反弹,易与刀具后刀面间产生强烈摩擦;其次塑性低、硬度高,切屑与前刀面接触面积小,刀尖切削应力大,刀尖和切削刃极易磨损,通常切削速度为30m/min左右;还有化学活性大,在高温状态时,钛和空气中的大部分成分产生强烈的化学反应,特别是与氧气和氮气,产生间隙固溶体,生成硬度很高的硬质层,对刀具有强烈的磨损作用;最后亲和性大,由于切屑与刀面之间的强烈摩擦,在高的切削温度及高的切削压力的作用下,刀具材料和工件材料中的钛元素相互亲和,产生咬合、粘刀,刀具易产生粘结磨损。


  选择加工钛合金刀具的原则必须依据下列条件:

1)刀具的材料(依据被加工材料、加工应用类型、加工环境和现场加工的需求)

2)几何形状(分为刀杆几何形状和刃口几何形状,主要影响表面质量, 排屑效果,刃口强度, 毛刺,振纹等)

3)涂层(延长刀具寿命,提高刀具的切削速度和进给,获得更高的生产效率,提高刀具的耐磨损性)

4)根据现场作业需求,统筹好效率和加工成本,充分考虑现有机床性能的条件下,使用比较保守的切削参数, 可以有效延长刀具寿命,获得较为合理的加工效率。


合金铣刀


  与其他大多数金属材料加工相比,钛加工不仅要求更高,而且限制更多。这是因为钛合金所具有的冶金特性和材料属性可能会对切削作用和材料本身产生严重影响。但是,如果选择适当的刀具并正确加以使用,并且按照钛加工要求将机床和配置优化到最佳状态,那么就完全可以满足这些要求,并获得令人满意的高性能和完美结果。传统钛金属加工过程中碰到的许多问题并非不可避免,只要克服钛属性对加工过程的影响,就能取得成功。   


  钛的各种属性使之成为具有强大吸引力的零件材料,但其中许多属性同时也影响着它的可加工性。钛具备优良的强度-重量比,其密度通常仅为钢的60%。钛的弹性系数比钢低,因此质地更坚硬,挠曲度更好。钛的耐侵蚀性也优于不锈钢,而且导热性低。这些属性意味着钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力。它容易产生振动而导致切削时出现震颤;并且,它在切削时还容易与切削刀具材料发生反应,从而加剧月牙洼磨损。此外,它的导热性差,由于热主要集中在切削区,因此加工钛金属的刀具必须具备高热硬度。


  钛合金属于很难的加工材料,其主要的加工特性有如下几点;

切削刃负荷重,主要是因为加工钛合金时其切削变形系数小,切削力集中在切削刃附近,容易造成崩刃。

切削温度高,钛合金导热差,其切削区域温度比45钢高约一倍左右。

刀具磨损严重,钛比较活跃,易与氧氮反应形成硬而脆的表情,加剧刀具磨损。

后刀面摩擦力大




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