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鈦合金的導熱系數(shù)小,約為鐵的1/3,機械加工時產生的熱量很難通過工件釋放;同時由于鈦合金比熱小,加工時局部溫度上升快。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。實驗證明,切削鈦合金的刀具前端溫度比切削鋼的溫度高2-3倍。導熱系數(shù)、彈性模量、化學活性及合金類型和顯微組織是影響鈦合金機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生回彈,特別是薄壁零件的加工回彈更為嚴重,易引起后刀面與已加工表面產生強烈摩擦,從而磨損刀具和崩刃。鈦合金化學活性很強,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型鈦合金機械加工性能較好;a+β型鈦合金次之;β型鈦合金強度高,淬透性好,但機械加工性能較差。鈦合金加工特性:硬度因素。臺州鈦合金切削加工費用
鈦及鈦合金的加工性能:切削加工性能。鈦合金強度高、硬度大,所以要求加工設備功率大,模具、刀具應有較高的強度和硬度。切削加工時,切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應力大。與45鋼相比,鈦合金的切削力雖然只有其2/3―3/4,可是切屑與前刀面的接觸面積卻更小(只有45鋼的1/2―2/3),所以刀具切削刃承受的應力反而更大,刀尖或切削刃容易磨損;鈦合金摩擦因數(shù)大,而熱導率低(分別光為鐵和鋁的1/4和1/16);刀具與切屑的接觸長度短,切削熱積聚于切削刃附近的小面積內而不易散發(fā),這些因素使得鈦合金的切削溫度很高,造成刀具磨損加快并影響加工質量。由于鈦合金彈性模量低,切削加工時工件回彈大,容易造成刀具后刀面磨損的加劇和工件變形;鈦合金高溫時化學活性很高,容易與空氣中的氫、氧等氣體雜質發(fā)生化學反應,生成硬化層,同時進一步加劇了刀具的磨損;鈦合金切削加工中,工件材料極易與刀具表面粘結,加上很高的切削溫度,所以刀具易于產生擴散磨損和粘結磨損。蘇州鈦合金切割加工廠家切削鈦合金加工條件的選擇:切削鈦合金的刀具材料。
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;刀具磨損較嚴重;切削回彈大。在合適的機械加工條件下。車削和鏜孔并不是特別困難的工序。對于連續(xù)切削、大批量生產或金屬去除量大的切削,一般都采用硬質合金刀具,當進行成型切削、車槽或切斷時,適合用調整鋼刀具,金屬陶瓷刀具也得到應用。同其他機械加工操作一樣,始終采用恒定的強制進刀,可以避免切削中斷。切削過程中不要停止或減速。一般不要進行切削,而應進行充分冷卻;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合金刀具,其切削深度應大于富氧層厚度,切削速度為20~30m/min,進給量為0.1~0.2mm/r。鏜削是精加工,特別是對薄壁鈦合金產品在鏜削加工中,應防止燒傷和零件裝夾變形。
鈦及鈦合金的加工性能:擠壓加工性能。對鈦及鈦合金進行擠壓加工時,要求擠壓溫度高,擠壓速度快,以防溫降過快,同時應盡量縮短高\溫坯錠與模具的接觸時間。因此擠壓模具應選用新型耐熱模具材料,坯錠由加熱爐到擠壓筒的輸送速度也要快。鑒于在加熱和擠壓過程中金屬易被氣體污染,故還應采用適當?shù)谋Wo措施。擠壓時應選擇合適的潤滑劑,以防粘結模具,如采用包套擠壓和玻璃潤滑擠壓。因鈦及鈦合金的變形熱效應較大,導熱性較差,故在擠壓變形時還要特別注意防止過熱現(xiàn)象。鈦合金的擠壓過程比鋁合金、銅合金、甚至鋼的擠壓過程更為復雜,這是由鈦合金特殊物理化學性能所決定的。鈦合金在常規(guī)熱反擠成形時,模具溫度低,與模具接觸的坯料表面溫度迅速下降,而坯料內部因變形熱而溫度升高。由于鈦合金熱導率低,表層溫度下降后,內層坯料熱量不能及時傳輸?shù)奖韺友a充,會出現(xiàn)表面硬化層,而使得變形難以繼續(xù)進行。同時,表層與內層會產生很大的溫度梯度,即使能成形,也容易造成變形和組織不均勻。鈦合金零件加工的外表處理辦法:研磨與拋光。
鈦合金加工中鈦合金密度低、比強度(強度/密度)高、抗腐蝕性能好、耐熱性高、韌性、塑性、可焊性均較好,目前在航空航天、汽車、醫(yī)學、體育用品及電解工業(yè)等許多領域均已大量使用鈦合金。但導熱性能差、硬度高、彈性模量低等特性也導致鈦合金成為較難加工的金屬材料。主要優(yōu)點1、鈦合金強度高而密度?。?.4kg/dm3)、重量輕,為一些大型結構件減輕重量提供了解決方案。2、熱強性高。鈦合金在400~500℃條件下仍能維持較高的強度,可以穩(wěn)定的工作,而鋁合金的工作溫度只能在200℃以下。3、與鋼材相比鈦合金固有的高耐蝕性可以節(jié)省飛機日常運行和維護保養(yǎng)的成本。鈦合金鉆孔加工:鈦合金鉆孔時,容易產生細長卷曲的切屑。臺州鈦合金切削加工費用
鈦合金零件加工工藝與優(yōu)化的點考慮:從工藝方法和切削液考慮。臺州鈦合金切削加工費用
鈦及鈦合金的加工性能:磨削加工性能。鈦合金化學性質活潑、在高溫下易與磨料親和并粘附,堵塞砂輪,導致砂輪磨損加劇,磨削性能降低,磨削精度不易保證。砂輪磨損同時也增大了砂輪與工件之間的接觸面積,致使散熱條件惡化,磨削區(qū)溫度急劇升高,在磨削表面層形成較大的熱應力,造成工件的局部燒傷,產生磨削裂紋。鈦合金強度高、韌性大,使磨削時磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應增加。鈦合金熱導率低、比熱小、磨削時熱傳導慢,致使熱量積聚在磨削弧區(qū),造成磨削區(qū)溫度急劇升高。臺州鈦合金切削加工費用
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