鈦合金雖然具有很多優點，但其成形加工有許多難度，這是由其物理、化學、力學特性決定的。鈦的熔點高，活性強，與雜質元素的親和力大，增加了熔煉與鑄造工藝的技術難度，鈦的熔煉、鑄造、焊接、鍛造等熱加工過程通常在保護介質或真空下進行；鈦的強度高、導熱性差、彈性模量小等物理特性也決定了鈦合金的制造工藝不同于鋼和其他金屬材料。鈦材相對于鋼、銅和鋁等工業材料而言是一種新型材料，其加工制造技術也相對較為復雜。隨著工業的發展和材料科學的進步，目前國內外已形成一整套切實可行的鈦及鈦合金熔煉與加工技術，從而推動了鈦合金材料的發展和應用。自20世紀60年代以來，我國在研究生產船舶及海洋工程專用鈦合金系列的同時，也已逐漸掌握了鈦合金材料先進的制備和加工技術，并推廣應用到艦船及海洋工程的各個方面。

鈦及鈦合金的機械加工技術

總體來說，同鋼及鋁等材料相比，鈦及鈦合金的機械加工難度要大些，這與鈦的物理、化學特性有關。例如鈦合金的熱導率小，因此在加工鈦合金時切削溫度高，加工時產生的熱量很難通過工件釋放。鈦合金的比熱容小，加工時局部溫度上升快，因此，造成刀具溫度很高，刃刀尖急劇磨損，使用壽命降低，鈦合金彈性模量低，優已加工表面谷易產生回彈，特別是薄壁零件的加工回彈更為產重，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。

1、車削

鈦合金車削易獲得較好的表面粗度，加工硬化不嚴重，但切削溫度高，刀具磨損快。針對這些特點，主要在刀具，切削參數方面采取以下措施。

刀具材料：根據工廠現有條件選用YG6，YG8、YG10HT。

刀具幾何參數：合適的刀具前后角，刀尖磨圓。

應采用較低的切削速度，適中的進給量，較大的切削深度，充分冷卻，車外圓時刀尖不能高于工件中心，否則容易扎刀，精車及車削薄壁件時，刀具主偏角要大，一般為75°~90°。

2、 銑削

鈦合金銑削比車削困難，因為銑削是斷續切削，并且切屑易與刀刃發生黏結，當黏屑的刀齒再次切入工件時，黏屑被碰掉并帶走一小塊刀具材料，形成崩刃，極大地降低了刀具的耐用度。因此，對鈦合金銑削一般應采取以下3點措施：

銑削方式：一般采用順銑。

刀具材料：高速鋼M42。

裝備選擇：應采用剛性較強的設備與工裝。

這里需要特別指出的是：一般合金鋼的加工均不采用順銑，因機床絲杠、螺母間隙的影響，順銑時，銑刀作用在工件上，在進給方向上的分力與進給方向相同，易使工件臺產生間隙性竄動，造成打刀。對順銑而言，刀齒一開始切入就碰到硬皮而導致刀具破損。但由于逆銑切屑是由薄到厚，在最初切入時刀具易與工件發生干摩擦，加重刀具的黏屑和崩刃，就鈦合金而言，后一矛盾顯得更為突出。

此外，為使鈦合金順利銑削，還應注意以下幾點：相對于通用標準銑刀，前角應減小，后角應加大，銑削速度宜低；盡量采用尖齒銑刀，避免使用鏟齒銑刀；刀尖應圓滑轉接；大量使用切削液；為提高生產效率，可適當增加銑削深度與寬度，銑削深度一般加工為1.5~3.0mm，精加工為0.2~0.5mm。

3、磨削

磨削鈦合金零件常見的問題是黏屑，它造成砂輪堵塞以及零件表面燒傷。難磨削的原因是鈦合金的導熱性差，使磨削區產生高溫，從而使鈦合金與磨料發生黏結，并發生強烈的化學反應，黏屑和梨和砂輪堵塞導致磨削比顯著下降，擴散和化學反應的結果，使工件被磨表面燒傷，導致零件疲勞度降低，這在磨削鈦合念鑄件時更為明顯。為解決這一問題，應采取的措施如下：

選用合適的砂輪材料：綠碳化硅TL。

稍低的砂輪硬度：ZR1。

較粗的砂輪粒度；60號。

稍低的砂輪速度：10~20m/s。

稍小的進給量，用乳化液充分冷卻。

4、 鉆削

鈦合金鉆削比較困難，常在加工過程中出現燒刀和斷鈷現象，這主要是由鉆頭刃磨不良、排眉不及時、冷卻不佳以及工藝系統剛性差等幾方面源因造成的，因此，在鈦合金鉆削加工中須注意以下幾點：

選用合適的刀具材料：高速鋼M42、B201成硬質合金。

采用合理的鉆頭刃磨：加大頂角，減小外緣前角，增大外緣后角，倒錐加至標準鉆頭的2~3倍。

勤退刀并及時清除切屑：應注意切屑的形狀和顏色。如鉆削過程中切屑出現羽狀或顏色變化時，表明鉆頭已鈍，應及時換刀刃磨。

選用合適的切削液：一般用豆油， 必要時可加汰國OLTIP鉆孔攻絲專用油， 要加足切削液。

提高工藝系統剛性：鉆模應固定在工作臺上，鉆模引導宜貼近加工表面，盡最使用短鉆頭。

還有一個值得注意的間題是：當采取干動進給時，鉆頭不得在孔中不進不退，否則鉆刃摩擦加工表面，造成加工硬化，使鉆頭變鈍。

5、鉸削

鈦合金餃削時刀具磨損不嚴重，使用秘質合金和高速鋼鉸刀均可。工廠常用的有W18Cr4V， M42、YW1、YG8、YGl0HT等， 使用硬質合金鉸刀時， 要來取似鉆削的工藝系統剛度，防止鉸刀崩刃。鈦合金鉸孔時出現的主要問題是鉸孔不光，可采取以下解決措施：

用油石修窄鉸刃帶寬度，以免刃帶與孔壁黏結，但要保證廳夠的強度，一般刃寬在0.1-0.15mm為好。

切削刃與校準部分轉接處應為光清圓弧，磨損后要及時修磨，并要求各齒圓弧大小一效：必要時可加大校準部分倒錐；兩次鉸削，粗鉸余量0.1mm，精鉸余量一般小于0.05mm；主軸轉速60r/min；鉸完返刀時，手鉸不能反轉退出， 機鉸應不停車退出鉸刀。

6、攻絲

鈦合金攻絲，特別是M6以下的小孔絲相當困難，其原因主要是切屑細小，易與刀刃及工件黏結，造成加工表面粗糙度大，扭矩大。攻絲時絲錐選用不當及操作不當極易造成加工硬化，加工效率極低并時有絲錐折斷現象。其解決辦法如下：

優先選用一絲到位的跳牙絲錐，齒數應較標準絲錐少，一般為2~3齒，切削錐角宜大，錐度部分一般3~4扣螺紋長度。為便于排屑，還可在切削錐部分磨出負傾角，盡量選用短絲錐以增加絲錐剛性。絲錐的倒錐部分應較標準的適當加大，以減少絲錐與工件的摩擦。

加工螺紋底孔時，先粗鉆再用擴孔鉆擴孔，以減小底孔的加工硬化。對于螺距為0.7~1.5mm的螺紋，底孔尺寸可加工到國家標準規定的標準螺紋底孔的上差并允許再加大0.1mm。

如果不受螺孔位置及工件形狀限制，則盡量采用機攻，避免手工攻絲進給不勻、中途停頓而造成的加工硬化。

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