提高钛合金加工应用能力

2020-12-24 09:40:36

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钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。特别是在航空航天中得到迅速的发展。

钛合金加工件

钛及其合金在航空工业中主要用于制造飞机发动机和机身。当飞机高速飞行时，其发动机和表面温度相当高，铝合金已不能胜任，与铝合金相比，钛合金可使机身结构的寿命提高60％。在飞机制造中用它来代替其他金属时，不仅可以延长飞机的使用寿命，而且可以减轻其重量，从而大大提高其飞行性能。钛合金还具有高强度、高断裂韧性以及良好的抗腐蚀性和可焊接性。同时，钛合金固有的高耐蚀性可以节省飞机日常运行和维护保养的成本。所以，钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一。

随着我国航空航天技术的快速发展，钛合金的使用也越来越多，由于比普通合金钢的加工更为困难，因此通常认为钛合金属于难加工材料。典型钛合金的金属去除率仅为大多数普通钢或不锈钢的25％左右，因此加工一个钛合金加工件需要花费的时间约为加工钢件的4倍。为了满足航空制造业对钛合金加工日益增长的需求，零件加工需要增加更大的生产能力。

钛合金加工可切削性差，加工困难，加工费用较高。钛合金加工对机床的要求钛合金强度高、硬度大，所以加工钛金属的机床设备功率大，具有高刚度、配有大流量高压冷却装置，并且还要接近性好。钛合金加工对刀具技术的要求由于钛的导热性差，切削加工时，切屑与前刀面接触面积小，刀尖应力大。切削过程产生的热量大部分留在了刀具和刀刃上，这些因素使得钛合金的切削温度很高，造成刀具磨损加快并影响加工质量。由于钛合金切削加工时工件回弹大，容易造成刀具后刀面磨损的加剧和工件变形；钛合金高温时化学活性很高，容易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层，同时进一步加剧了刀具的磨损。