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钛合金之加工诀窍

2022-08-25 08:30:00 收藏本文下载本文

“曼步”通过精心收集，向本站投稿了7篇钛合金之加工诀窍，以下是小编整理后的钛合金之加工诀窍，仅供参考，希望能够帮助到大家。

钛合金之加工诀窍

篇1：钛合金之加工诀窍

圆刀片铣刀适用于铣削钛金属，因为它们的主偏角可适当变化，只要为这些铣刀配备专用刀片并应用正确的切削参数，一般情况下就能提高稳定性和总体性能。每齿进给量应设定最小值，这一点至关重要。

---钛合金铣削需要合适条件

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。

稳定性是成功的关键所在

某些机加工车间发现钛金属难以有效加工，但这种观点并不代表现代加工方法和刀具的发展趋势。之所以困难，部分是因为钛金属加工是新兴工艺，缺少可借鉴的经验。此外，困难通常与期望值及操作者的经验相关，特别是有些人已经习惯了铸铁或低合金钢等材料的加工方式，这些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工钛金属似乎更困难些，因为加工时不能采用同样的刀具和相同的速率，并且刀具的寿命也不同。即便与某些不锈钢相比，钛金属加工的难度也仍然要高。我们固然可以说，加工钛金属必须采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。其实与大多数材料相比，钛金属也是一种完全可直接加工的材料。只要钛工件稳定，装夹牢固，机床的选择正确，动力合适，工况良好，并且配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只要切削刀具正确的话。

但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不容易全部满足，因为理想的稳定条件并不总是具备。此外，许多钛零件的形状复杂，可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工这样的零件，就需要使用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具稳定性。在加工钛金属时，往往更容易出现潜在的稳定性问题。

篇2：钛合金结构件加工新工艺

钛合金结构件加工新工艺

钛合金是航空航天等领域的'优选材料,通常应用于铝合金、高强钢或镍基合金或在质量、强度、抗腐蚀性和结构件高温稳定性等综合性能不佳的航空航天产品中.但钛合金难加工,且有些性能也需改进提高,与此同时,对钛合金的加工工艺也进行了大量研究,并不断发展.对钛合金的机加、焊接、锻铸、热表处理等的先进加工工艺进行了简要介绍.

作者：张秋平作者单位：北京星航机电设备厂刊名：飞航导弹 PKU英文刊名：AERODYNAMIC MISSILE JOURNAL 年，卷(期)： “”(1) 分类号：V2 关键词：钛合金结构件新工艺

篇3：钛合金加工中的安全问题

钛合金加工中的安全问题

铋合金具有耐高温性能好、优越的抗蚀性、重量轻、与其他金属兼容等特点,因此,广泛被应用于制作各类先进客机的结构件和非结构件.但钛合金导热性差,切削加工时易产生粘刀现象,由此给钛合金的`加工带来了一些麻烦.本文就钛合金加工过程中可能带来的着火、燃烧问题及其预防措施谈谈笔者的看法.

作者：韩德兴作者单位：鲲鹏航空有限公司刊名：航空维修与工程 PKU英文刊名：AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 年，卷(期)： “”(3) 分类号：V2 关键词：

篇4：钛合金螺钉加工制造研究

钛合金螺钉加工制造研究

从钛合金螺钉加工中几个卡脖子的氢脆问题、润滑问题、裂纹问题和热处理问题出发,研究钛合金螺钉的.主要加工问题的解决办法,并对其原理和方法作了介绍.

作者：李锡刚 Li Xi-gang 作者单位：山东航天电子技术研究所,山东烟台,264000 刊名：航天标准化英文刊名：AEROSPACE STANDARDIZITION 年，卷(期)：2008 “”(4) 分类号：V4 T-652 关键词：钛合金螺钉氢脆润滑裂纹紧固件

篇5：钛合金精密加工工艺论文

钛合金精密加工工艺论文

1.零件结构特点

TB6钛合金不仅是制造飞机、导弹和火箭等航天器的重要结构材料，而且在惯性导航领域中也逐步开始使用。但由于该材料价格昂贵、难加工以及加工费用高，制约了它的应用。目前我们所承接的导航部件，军方为了提升其强度和寿命，决定淘汰传统的结构钢30CrNi4MoA，使用TB6钛合金材料，这就意味着原来的加工工艺要推倒重来，重新研究TB6钛合金的加工工艺方法。我们对TB6钛合金材料的性能、加工工艺方法及刀具选用等进行了探索和研究，通过各种试验，积累了许多TB6钛合金加工的经验，特别是切削加工用量及刀具的选择，在加工研制过程中得到了验证。本文重点对TB6钛合金精密加工和刀具选用方面的工艺创新作一次全面的阐述，也为今后进一步开展其他钛合金切削加工的研究提供参考与借鉴。TB6钛合金轴向铰轴颈零件如附图所示，其外型复杂，技术要求高，加工难度大。

2.TB6钛合金材料特性分析

钛合金是一种强度高而密度小、机械性能好且韧性和抗蚀性能也很好的不锈钢材料。TB6不锈钢材料加工工艺性差，切削加工困难，特别是在热加工中，非常容易吸收氢、氧、氮和碳等杂质。其加工工艺性主要表现在：（1）摩擦系数大。该材料导热系数低，刀尖切削温度高，切削时产生的切削热都集中在刀尖上，使刀尖温度很高，易使刀尖很快熔化或粘结磨损而变钝。（2）弹性模量小。切削时易产生弹性变形和振动，不仅影响零件的尺寸精度和表面质量，而且还影响刀具的使用寿命。（3）钛合金化学亲和力较强，极易与其他金属亲和结合，在加工中切屑与刀具的粘结现象严重，使刀具的粘结和扩散磨损加大。

3.精加工工艺试验

（1）工艺方法。考虑到该钛合金零件的加工余量比较大，有的部位很薄，只有2～3mm，主要配合表面的尺寸精度、形位公差要求高，在零件的加工工艺方法及工艺流程安排时，按粗加工→半精加工→精加工的顺序分阶段安排加工，同时在每个工序阶段安排热处理工艺，消除加工应力，稳定加工尺寸。这种工艺方法特点主要是通过分阶段的反复加工，减少表面残余应力，防止变形，最后达到设计图样的要求。其主要的加工方法有铣削、车削、磨削、钻削、铰削以及攻螺纹等。

（2）铣削加工及刀具试验方案。钛合金轴向铰轴颈零件加工中，有大量的铣削余量，为了做好铣削加工，我们做了一些试验，特别是在刀具和切削液的选择方面：①刀具材质选择了高硬度、高抗弯强度、韧性和耐磨性好且散热性好的高速W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4VCo5（M42）和硬质合金YG8、K30、Y330。②铣削时采用水溶性油质切削液来降低刀具和工件的温度，以延长刀具的使用寿命。为了提高铣削加工效率，在加工中心机床上进行了高效铣削试验，结果效率提升了2～3倍，零件表面质量也得到较大的提高。表1、表2所示分别为通过试验总结的切削用量和刀具参数。

（3）孔的精车加工及刀具试验方案。钛合金轴向铰轴颈零件加工中，由于热处理后的表面氧化皮给工艺加工增加了较大困难，为此在加工前用酸洗方法去掉表面薄层氧化皮，然后通过加大走刀量，降低切削速度来车削剩余的氧化皮。在刀具材质的选择、切削用量和切削液的选择方面：①刀具材质选用YG类硬质合金材料。②刀具的几何参数选择前角γ0=4°～8°，后角α0=12°～18°，主偏角j=45°～75°，刃倾角λ=0°，刀尖圆弧半径=0.5～1.5mm。③切削用量按主轴转速n≥230r/min，进给量f≥0.10～0.15mm/r。在同样刀具和切削参数的情况下，选择不同切削液进行切削试验，检查表面粗糙度情况；选定切削液后，使用乳化液冷却，提高了刀具寿度。固定切削参数，选择不同刀具材料进行切削试验，检查表面粗糙度和尺寸控制情况，确定刀具牌号为YG6X、YG10HT；切削液和刀具固定后，选择不同切削参数，对尺寸控制能力进行研究和对目标表面粗糙度实现能力进行验证。

（4）内螺纹加工试验方案。由于内螺纹不便在放大镜下观察，也不便进行尺寸精确测量，选择外螺纹进行替代试车观察表面粗糙度，选好参数后进行内螺纹试车验证，并用粗糙度仪检测验证；选择内螺纹车削加工工艺参数试验，验证上述试验确定的切削液工艺要素和刀具材料要素的适应性，螺纹车削的切削接触刃长，功率需求大，切削参数要进行单独的试验验证。

（5）孔的磨削加工试验方案。磨削加工阶段，由于TB6钛合金的特质，导致了钛合金磨削非常困难，磨削时砂轮磨损严重，轻易会变钝，同时易在表面产生拉应力及烧伤现象。为此在磨削过程中，通过使用切削液和润滑油，使零件充分冷却，保证了精磨质量。磨削砂轮的材料选用绿碳化硅（TL）、黑碳化硅（TH）两种磨料，选择软砂轮R3、ZR1和ZR2，粒度为46、60。磨削用量的`选择如表3所示。

（6）铰削加工试验方案。钛合金的钻削加工也比较困难，常在加工过程中出现烧刀和断钻现象，其主要原因是钻头刃磨不良、排屑不及时、冷却不佳以及工艺系统刚性差等。铰孔是最后一道精加工工序，采用钻孔→扩孔（粗铰）→精铰的加工工艺方法。在刀具和切削液的选择方面：①刀具材料选用M42高速钢或硬质合金K30；刀具的几何参数选择前角γ0=3°～7°，后角α0=12°～18°，主偏角j=5°～18°。校准部分刃带宽度b=0.05～0.15mm，过宽会轻易同钛合金加工表面粘结，过窄会轻易在铰削时产生振动。铰刀齿数为z=4（铰刀直径为12mm）。②铰削时应不断地注入冷却润滑液以获得较好的表面质量，同时应勤排屑，及时清除铰刀刃上的切屑末，铰削时要匀速地进退刀。通过上述几个步骤的试验分析，得出TB6钛合金的各种加工工艺特点，以此为基础，形成TB6钛合金切削工艺方法，并将关键技术点总结出来，拟定了TB6轴向铰轴颈加工的工艺方案。

4.结语

按照我们确定的加工工艺方案进行产品批量加工，达到了轴向铰轴颈的各项精度技术指标，经检测后一次性合格。验证了我们对加工技术难点分析的正确性，说明这种TB6钛合金切削工艺方法是可行的，也积累了经验，开拓了思路。随着科技的高速发展，材料的不断更新，我们需要对新型的惯性导航材料的切削机理、刀具磨损、切削液的选择等状况进行进一步的研究，也需要对切削过程不断进行优化。可以预计，超硬刀具和硬质合金刀具的发展也将在航空、惯性导航等的加工领域中占有很大的一席之地，必将为制造业的发展起到积极的推动作用。

篇6：铸造钛合金骨架结构件加工技术研究

铸造钛合金骨架结构件加工技术研究

针对难加工材料钛合金铸件的特点,摸索出更为合理的`加工刀具几何角度及切削参数,采用合理的装夹方式及工艺方案,解决了结构件在机械加工方面的变形问题.

作者：夏磊胡建新作者单位：首都航天机械公司刊名：航天制造技术英文刊名：AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(4) 分类号：V4 关键词：钛合金刀具刃磨工艺方案

篇7：钛合金钻削加工特性分析

一、钛合金的钻削加工

通过对钛合金钻削加工特性的分析，了解了影响钛合金钻削加工的因素，即在加工过程中及易出现烧刀、断钻、刀具磨损快等问题，

钛合金钻削加工特性分析

。因此，着重对钻头材料、钻头几何参数、钻削用量以及冷却液等进行了研究，并较好地解决了这一问题。二、钛合金钻削加工的钻头钛合金钻削加工钻头材料应满足以下要求：a)足够的硬度。钻头和丝锥的硬度必须大于钛合金的硬度。b)足够的强度和韧性。由于钻头和丝锥在加工钛合金时承受很大的扭转力和切削力。因此，必须有足够的强度和韧性。c)足够的耐磨性。由于钛合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抵抗磨损能力，这样才能减少加工硬化，d)刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高，因此要求刀具材料和钛合金亲合能力要差，以免形成溶敷，扩散而成合金，造成粘刀、断钻等现象。综上所述，经过对常用的刃具材料w18cr4v、硬质合金(yg8)、w6mo5cr4v3al、w12cr4v4mo和w2mo9cr4vco8等制造的钻头和丝锥进行试验分析，结果表明由材料w2mo9cr4vco8制造的钻头和丝锥加工钛合金时刃口锋利、磨损小，效率有了显著的提高，是比较理想的刃具材料。w2mo9cr4vco8(m42)属于高速钢的一种，用该材料制造的钻头和丝锥之所以适合加工钛合金，与该材料的化学成分有关(材料化学成分见表1)。该材料含有7.5%～8.5%的金属元素钴。钴的主要作用是能加强二次硬化的效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时，具有良好的散热性。因此，含钴高速钢具有高的切削加工性能。

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