鈦加工的物理現象

鈦合金加工時的切削力隻是略高於同等硬度的（de）鋼（gāng），但是加（jiā）工鈦合金的物理現象比加工鋼要複雜得多，從而使鈦合金加工麵臨巨大的困難。

大多數的鈦合金的熱導率很低，隻有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在（zài）切削鈦合金過程中（zhōng）產生的熱量（liàng）不會迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚（jù）在切削（xuē）區域（yù），所產生的（de）溫度可高達1 000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生（shēng）成（chéng）積屑瘤，快速出現磨損的（de）刀刃，又使切削（xuē）區域產生更（gèng）多的熱量，進（jìn）一步縮短刀具的壽命。

切削過程中產生的高溫同時破壞了鈦合金零件的表（biǎo）麵完整性，導致零件（jiàn）幾何精度下降和出現嚴重減少其疲勞強度的加工硬化現象。

鈦合（hé）金的彈（dàn）性對（duì）零件性能來說可能是有益的，但是在切削過程（chéng）中，工件的彈性變形是產生振動的重要原（yuán）因。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈，從而使刀具與工件之間摩擦現象大於切削作用。摩擦過程也（yě）會產生熱，加重了（le）鈦合金導熱性不良問題。

加工薄壁或（huò）環形等易變形（xíng）零件（jiàn）時，這個問題就（jiù）更加嚴重，將鈦合金薄壁零件加工到預期的尺寸精度不是一件容易的事。因為隨著（zhe）工件材料被刀具推開時，薄壁的局部變形已經超出彈性範圍而產生塑性變形，切削點（diǎn）的材料強度和硬度明顯增加。此時，按照（zhào）原先確定的切削速度加工就變得過高，進一（yī）步導致刀具急劇磨損（sǔn）。

“熱”是鈦合金難加工的“罪魁（kuí）禍首”！

加工鈦合金的工藝訣竅

在理解鈦合金加工機理的基礎上，加上以往的經驗，加工鈦合金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（bǎo）持恒定的進給以避（bì）免工件的硬化，在切削過程中刀具要始終處於進給狀態，銑削時徑向（xiàng）吃刀量ae應為半（bàn）徑的30%。

（3）采用高壓大流量切削液，以保證加工過程的熱穩定性，防止因溫度（dù）過高導致工件表麵（miàn）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（hé）磨損的原因，容易導致刀（dāo）具（jù）失效。

（5）盡可能在鈦合金最（zuì）軟（ruǎn）的（de）狀態加工（gōng），因為（wéi）淬硬後材料變得更難（nán）加工，熱處理提高了材料的強（qiáng）度並增（zēng）加刀片的磨損。

（6）使用大的刀尖圓弧半徑（jìng）或倒角切入（rù），盡可（kě）能把更多的刀刃進入切削。這可以減（jiǎn）少每（měi）一點的切（qiē）削力（lì）和熱量，防（fáng）止局部破損。在銑（xǐ）削鈦合（hé）金時，各切削（xuē）參數中切削速度對刀具壽（shòu）命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑（xǐ）削深度（dù））ae次之。

從刀片入手解決鈦加工難（nán）題

鈦合金加（jiā）工時出現的刀片溝槽磨損是（shì）後麵和前麵在（zài）沿切削（xuē）深（shēn）度方向上的局部磨損，它往往是由於前期加工留下的硬化層所造成的。刀具與工件材料在（zài）加工溫（wēn）度超過800℃的化學反應和擴散，也是形成（chéng）溝槽磨損的原因之一。因為在加工過程中，工件的鈦分子在刀片的前麵積聚，在高壓高溫下“焊接”到刀刃（rèn）上，形（xíng）成積屑瘤。當（dāng）積屑瘤從刀刃上（shàng）剝離時，將刀（dāo）片的硬質合金塗層帶走，因此（cǐ），鈦合金加工需要特殊的（de）刀片材料和幾何形狀。

適合鈦加工的刀具結構

鈦合金（jīn）加工的焦點是熱，大量高（gāo）壓切削液要及時準確地噴射（shè）到切削刃（rèn）上（shàng），才能夠快速地將熱量移除。市場上有專門用於鈦（tài）合金加工的銑刀獨（dú）特結構。