切削过程中产生的高温同时破坏了钛合金CNC零件的表面完整性,导致零件几何精度下降和出现严重减少其疲劳强度的加工硬化现象。
钛合金的弹性对零件性能来说可能是有益的,但是在切削过程中,工件的弹性变形是产生振动的重要原因。切削压力使“弹性”的工件离开刀具和反弹,从而使刀具与工件之间摩擦现象大于切削作用。摩擦过程也会产生热,加重了钛合金导热性不良问题。
在加工薄壁或环形等易变形零件时,这个问题就显得更加严重了,要将钛合金薄壁零件加工到预期的尺寸精度,并不是一件容易的事。因为随着工件材料被刀具推开时,薄壁的局部变形已经超出弹性范围而产生塑性变形,切削点的材料强度和硬度明显增加。此时,按照原先确定的切削速度加工就变得过高,进一步导致刀具急剧磨损。可以说,“热”是导致钛合金加工难度大的“病根”。
钛及钛合金CNC产品主要用于航天航空、医疗设备、手术支架、义齿、眼镜框、水杯、散热系统等。深圳那里有钛合金CNC那里有
单位面积上的切削力大:主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触长度极短,单位接触面积上的切削力增加,容易造成崩刃。同时,由于钛合金的弹性模量小,加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形,引起振动,加大刀具磨损并影响零件的精度。因此,要求工艺系统应具有较好的刚性。
冷硬现象严重:由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不单会降低零件的疲劳强度,而且能加剧刀具磨损,是切削钛合金CNC时的一个很重要特点。 深圳那里有钛合金CNC那里有与α+β钛合金相比,β钛合金CNC具有更高的强度水平,以及更好的切口性能和韧性,适于作为植入物植入人体。
钛及钛合金的综合工艺与钢、铝合金以及很多重金属有很大的不同。钛合金是一种不好加工的金属体现方面有:
方面之一:渗碳体在金相组织中的表现属于一种复杂的Fe-C化合物,维氏硬度比较高可以达到 HV1100的样子,而冲击韧度几乎没有。
方面之一:导热性不高:钛合金的导热率如果和铝合金等其他合金来比较的话只有铝合金导的大概1/15,钢的大概1/5。钛合金的导温率和导热率相比于铝合金、钢来说,低很多,都只有铝合金的大概1/15,钢的大概2/7,对一些钛合金零件表面加工质量的影响是比较大的。
常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性,以获得较好的综合性能。通常α合金和(α+β)合金退火温度选在(α+β)─→β相转变点以下120~200℃;固溶和时效处理是从高温区快冷,以得到马氏体α′相和亚稳定的β相,然后在中温区保温使这些亚稳定相分解,得到α相或化合物等细小弥散的第二相质点,达到使合金强化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相转变点以下40~100℃进行,亚稳定β合金淬火在(α+β)─→β相转变点以上40~80℃进行。时效处理温度一般为450~550℃。氧、氮、碳和氢是钛合金CNC的主要杂质。氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有强化效果,但使塑性下降。
刀具易磨损:毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后,形成硬而脆的不均匀外皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金CNC加工中困难的工序。另外,由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强,在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下,刀具很容易产生粘结磨损。车削钛合金时,有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重;进给量f<0.1mm/r时,磨损主要发生在后刀面上;当f>0.2mm/r时,前刀面将出现磨损;用硬质合金刀具精车和半精车时,后刀面的磨损以VBmax<0.4mm较合适。钛合金CNC强度高、耐蚀性好、耐热性高。深圳那里有钛合金CNC那里有
由于钛合金CNC的弹性模量小,工件在加工中的夹紧变形和受力变形大,会降低工件的加工精度。深圳那里有钛合金CNC那里有
加工钛合金CNC的主要的工艺诀窍如下(续):
保持刀片刃口锋利,钝的刀具是热集结和磨损的原因,容易导致刀具失效。
尽可能在钛合金较软的状态加工,因为淬硬后材料变得更难加工,热处理提高了材料的强度并增加刀片的磨损。
使用大的刀尖圆弧半径或倒角切入,尽可能把更多的刀刃进入切削。这可以减少每一点的切削力和热量,防止局部破损。在铣削钛合金时,各切削参数中切削速度对刀具寿命vc的影响比较大,径向吃刀量(铣削深度)ae次之。 深圳那里有钛合金CNC那里有