為什(shen)么我們認(ren)為鈦合金是一種(zhong)難加工(gong)材料？因為對其加工(gong)機理和現象缺乏深刻的認(ren)識。

1．鈦加工的物理現象

鈦(tai)合(he)金(jin)加(jia)工時的(de)(de)切削力只(zhi)是略高于(yu)同等硬度(du)的(de)(de)鋼，但是加(jia)工鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)(de)物理現象比加(jia)工鋼要復雜得多，從而使鈦(tai)合(he)金(jin)加(jia)工面臨巨大的(de)(de)困難(nan)。

大多(duo)數(shu)的鈦合金的熱(re)導率(lv)很(hen)低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在(zai)切(qie)削(xue)(xue)鈦合金過程中(zhong)產(chan)生(sheng)的熱(re)量不會(hui)迅速傳遞給(gei)工件(jian)或被切(qie)屑帶走，而集聚在(zai)切(qie)削(xue)(xue)區(qu)域，所產(chan)生(sheng)的溫度可高達1 000℃以上，使刀(dao)具(ju)的刃口迅速磨損(sun)(sun)、崩裂和生(sheng)成積屑瘤，快(kuai)速出現磨損(sun)(sun)的刀(dao)刃，又使切(qie)削(xue)(xue)區(qu)域產(chan)生(sheng)更多(duo)的熱(re)量，進一步縮短刀(dao)具(ju)的壽命(ming)。

切削過程中產(chan)生的高溫同時破壞了鈦(tai)合金零件的表面完整性，導(dao)致零件幾何精度下(xia)降和出(chu)現(xian)嚴重減(jian)少(shao)其(qi)疲勞(lao)強度的加(jia)工硬化現(xian)象。

鈦合(he)金(jin)的彈(dan)(dan)性(xing)(xing)對零件(jian)(jian)性(xing)(xing)能來(lai)說可能是有益(yi)的，但是在切(qie)削(xue)過程(cheng)中，工件(jian)(jian)的彈(dan)(dan)性(xing)(xing)變形是產生(sheng)振動的重要原因。切(qie)削(xue)壓力使“彈(dan)(dan)性(xing)(xing)”的工件(jian)(jian)離開刀(dao)具(ju)和反彈(dan)(dan)，從(cong)而使刀(dao)具(ju)與(yu)工件(jian)(jian)之間(jian)摩擦現象大于(yu)切(qie)削(xue)作(zuo)用。摩擦過程(cheng)也會產生(sheng)熱，加重了鈦合(he)金(jin)導熱性(xing)(xing)不(bu)良問(wen)題。

加(jia)工(gong)薄壁或(huo)環形等易變形零件(jian)時(shi)(shi)，這個問題就更(geng)加(jia)嚴重(zhong)，將鈦(tai)合(he)金(jin)薄壁零件(jian)加(jia)工(gong)到預期的(de)尺寸精度(du)不是一(yi)件(jian)容(rong)易的(de)事。因為隨(sui)著(zhu)工(gong)件(jian)材(cai)(cai)料被刀具推開時(shi)(shi)，薄壁的(de)局部(bu)變形已經超出彈性(xing)(xing)范(fan)圍(wei)而產生塑性(xing)(xing)變形，切削(xue)點(dian)的(de)材(cai)(cai)料強(qiang)度(du)和硬(ying)度(du)明顯增加(jia)。此時(shi)(shi)，按照原(yuan)先確定的(de)切削(xue)速度(du)加(jia)工(gong)就變得過高，進一(yi)步導致刀具急劇磨損(sun)。

2. 加工鈦合金的工藝訣竅

在理解鈦合(he)金加(jia)工機理的(de)(de)基礎上，加(jia)上以往的(de)(de)經驗，加(jia)工鈦合(he)金的(de)(de)主要工藝訣竅(qiao)如下：

(1) 采用正角(jiao)型幾何形狀的刀(dao)片，以減少切削(xue)力、切削(xue)熱(re)和工件(jian)的變形。

(2) 保(bao)持恒定(ding)的進給以避免工件的硬(ying)化，在切削過程中(zhong)刀具要始終處于進給狀態，銑削時(shi)徑(jing)向吃刀量a e應為半徑(jing)的30%。

(3) 采用(yong)高壓大(da)流量切(qie)削液，以保(bao)證加工(gong)過程的(de)熱(re)穩定性(xing)，防止因溫度過高導(dao)致工(gong)件(jian)表面(mian)變性(xing)和刀(dao)具損(sun)壞。

(4) 保持(chi)刀片(pian)刃口鋒利，鈍的刀具是熱集(ji)結和磨損的原因，容易導致刀具失效。

(5) 盡可能在鈦合金(jin)最(zui)軟的(de)狀(zhuang)態加工(gong)，因為(wei)淬硬后材料變(bian)得(de)更難(nan)加工(gong)，熱(re)處理提(ti)高了材料的(de)強度并增加刀片的(de)磨損。

(6) 使(shi)用大(da)的(de)(de)刀尖(jian)圓(yuan)弧(hu)半徑或倒角切入，盡可能把(ba)更多的(de)(de)刀刃進入切削(xue)。這可以減少(shao)每一點的(de)(de)切削(xue)力和(he)熱量(liang)，防止局部破損。在銑(xian)削(xue)鈦合金(jin)時，各切削(xue)參數中切削(xue)速度對刀具壽(shou)命vc的(de)(de)影響最大(da)，徑向吃刀量(liang)（銑(xian)削(xue)深度）ae次之。

3. 從刀片入手解決鈦加工難題

鈦合(he)金加(jia)工時出現的刀(dao)(dao)(dao)片(pian)溝槽(cao)磨(mo)損(sun)是(shi)后(hou)面(mian)和(he)前(qian)面(mian)在(zai)(zai)沿切削深度方(fang)向上的局部磨(mo)損(sun)，它往(wang)往(wang)是(shi)由于前(qian)期加(jia)工留下(xia)的硬(ying)化層所造成(cheng)的。刀(dao)(dao)(dao)具與工件(jian)材(cai)料(liao)在(zai)(zai)加(jia)工溫度超過(guo)800℃的化學反應和(he)擴散，也(ye)是(shi)形(xing)成(cheng)溝槽(cao)磨(mo)損(sun)的原(yuan)因(yin)(yin)之一。因(yin)(yin)為在(zai)(zai)加(jia)工過(guo)程中，工件(jian)的鈦分子在(zai)(zai)刀(dao)(dao)(dao)片(pian)的前(qian)面(mian)積聚，在(zai)(zai)高(gao)壓(ya)高(gao)溫下(xia)“焊(han)接”到刀(dao)(dao)(dao)刃上，形(xing)成(cheng)積屑瘤。當積屑瘤從(cong)刀(dao)(dao)(dao)刃上剝離時，將刀(dao)(dao)(dao)片(pian)的硬(ying)質合(he)金涂層帶走，因(yin)(yin)此，鈦合(he)金加(jia)工需要特殊的刀(dao)(dao)(dao)片(pian)材(cai)料(liao)和(he)幾(ji)何形(xing)狀。

4. 適合鈦加工的刀具結構

鈦合金加工(gong)的焦點是(shi)熱(re)(re)，大量(liang)(liang)高壓切(qie)削(xue)液要及時準確地噴射(she)到切(qie)削(xue)刃上，才能夠快速地將熱(re)(re)量(liang)(liang)移(yi)除。市場上有專門用于鈦合金加工(gong)的銑刀獨特(te)結(jie)構(gou)。