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涂层硬质合金刀具成加工钛合金的刀具

2020-06-30

  钛的各种特点使之成为具有强大吸引力的零件材料,但其中许多特点一起也影响着它的可加工性。工业中常用钛合金为两相钛合金,即(αβ)钛合金,在航空发动机燃油附件中常用TC4、TC6,其中TC4是这类合金的典型代表。

  钛的各种特点使之成为具有强大吸引力的零件材料,但其中许多特点一起也影响着它的可加工性。工业中常用钛合金为两相钛合金,即(αβ)钛合金,在航空发动机燃油附件中常用TC4、TC6,其中TC4是这类合金的典型代表。钛合金材料硬度高、切削功能差,且易发生加工硬化现象,给切削加工带来了困难。针对钛合金中TC4这类材料的零件,尤其是车削加工工艺,中航西控做了较为深化的研讨,并取得了一些经验。

  首先,钛合金的弹性模数小,其中TC4的弹性模量E=110GPa,约为钢的一半,并且导热性低,因而由切削力所引起的被加工件弹性变形大,一起在加工进程中会发生较高和较会集的切削力。这样就简单发生振荡而导致切削时出现震颤,降低工件精度,因而要改进加工体系的刚性。

  其次,钛合金在切削加工中所发生的局部高温,使钛很简单吸收大气中的氧和氮,然后构成又硬又脆的外皮。这就会形成工件加工外表的加工硬化现象,并且加工硬化速度快,使得刀具外表发生严重的划痕,简单在切削进程中发生崩刃现象。

  除此之外,钛合金材料本身的物理和化学功能使其切削加工时与工件亲和力大,切削加工时刀具与工件触摸时易发生黏刀现象,增大了刀具与工件间的冲突,发生很多的切削热。由此发生的很多切削热无法及时通过切屑发出出去,大大降低了刀具的使用寿命。因而加工钛合金的刀具有必要具备高热硬度。

  这儿的钛合金加工可以被看作是一项体系工程,需求从加工设备、切削刀具、切削参数、冷却液等多个视点进行考虑。就加工设备而言,钛合金加工需求机床加工功能好,冷却充沛,所以加工设备选择加工精度较高的数控车床,加工时主轴震动极小加工稳定性好。

  用于钛合金加工的刀具材料的硬度及耐磨性要好,具有极好的耐热性、在高温下能坚持较高的强度及耐性,以及必定的抗冲击性和抗破坏性。满足以上要求的刀具有:陶瓷刀具、涂层硬质合金刀具、立方氮化硼刀具(CBN)及类金刚石刀具(PCD)等。其中涂层硬质合金刀具价格低廉,且具有良好的导热性和较高的硬度,在红硬性和耐性等方面也表现出色,尽管比陶瓷、立方氮化硼刀具(CBN)、类金刚石刀具的耐热性和化学稳定性要差一些,但比陶瓷和类金刚石刀具具有较高的抗冲击性和抗破坏性。因而已成为加工钛合金的刀具。


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