為(wei)什么我們認為(wei)鈦合金是一(yi)種(zhong)難加工(gong)材(cai)料？因(yin)為(wei)對其加工(gong)機理(li)和現(xian)象缺乏深刻(ke)的認識！

1．鈦加工的物理現象(xiang)

       鈦(tai)(tai)(tai)合金加工(gong)時的(de)(de)切削(xue)力只是略(lve)高(gao)于同等硬度(du)的(de)(de)鋼，但(dan)是加工(gong)鈦(tai)(tai)(tai)合金的(de)(de)物理現(xian)象比加工(gong)鋼要復雜得多，從而使鈦(tai)(tai)(tai)合金加工(gong)面臨巨大的(de)(de)困(kun)難。

       大多數的(de)(de)(de)鈦合金(jin)的(de)(de)(de)熱導率很低，只有鋼(gang)的(de)(de)(de)1/7，鋁的(de)(de)(de)1/16。因此，在(zai)切(qie)削鈦合金(jin)過程(cheng)中產生的(de)(de)(de)熱量不(bu)會(hui)迅(xun)(xun)速傳(chuan)遞給工件(jian)或(huo)被(bei)切(qie)屑帶走，而(er)集(ji)聚(ju)在(zai)切(qie)削區域(yu)，所產生的(de)(de)(de)溫度(du)可高(gao)達1 000℃以上(shang)，使刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)刃口迅(xun)(xun)速磨損、崩(beng)裂和(he)生成積屑瘤，快速出現(xian)磨損的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)刃，又使切(qie)削區域(yu)產生更多的(de)(de)(de)熱量，進(jin)一步縮短刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)壽命。

       切(qie)削過程(cheng)中產生(sheng)的高溫(wen)同時破壞了鈦合金零(ling)件的表面(mian)完整性(xing)，導致(zhi)零(ling)件幾何精(jing)度(du)下降和出(chu)現(xian)嚴重(zhong)減(jian)少其疲勞強度(du)的加工硬(ying)化(hua)現(xian)象。

       鈦合金(jin)的(de)彈(dan)性(xing)對(dui)零件(jian)性(xing)能(neng)來說可(ke)能(neng)是有益的(de)，但是在切(qie)削過程中，工件(jian)的(de)彈(dan)性(xing)變形(xing)是產生振動的(de)重要原因。切(qie)削壓力使“彈(dan)性(xing)”的(de)工件(jian)離開刀具和反彈(dan)，從而使刀具與(yu)工件(jian)之間摩擦(ca)現象大(da)于切(qie)削作(zuo)用(yong)。摩擦(ca)過程也會產生熱(re)，加重了鈦合金(jin)導熱(re)性(xing)不良問(wen)題。

       加(jia)工薄壁(bi)或(huo)環形(xing)等易(yi)變(bian)(bian)形(xing)零件時(shi)，這個問題就更(geng)加(jia)嚴重，將鈦合金(jin)薄壁(bi)零件加(jia)工到預期的尺寸精度(du)(du)不是一(yi)件容易(yi)的事。因為隨著工件材料被(bei)刀(dao)具推開(kai)時(shi)，薄壁(bi)的局部變(bian)(bian)形(xing)已經超(chao)出(chu)彈(dan)性范圍而產生塑性變(bian)(bian)形(xing)，切(qie)削(xue)點(dian)的材料強度(du)(du)和硬度(du)(du)明(ming)顯增加(jia)。此時(shi)，按照原(yuan)先確定的切(qie)削(xue)速度(du)(du)加(jia)工就變(bian)(bian)得過高，進一(yi)步導致刀(dao)具急(ji)劇磨(mo)損。

       “熱”是(shi)鈦(tai)合金難加工的“罪魁禍首”！

2. 加工鈦合金的工藝訣竅

       在理解鈦合金加工機理的基礎(chu)上(shang)(shang)，加上(shang)(shang)以往的經(jing)驗(yan)，加工(gong)鈦(tai)合金(jin)的主要(yao)工(gong)藝訣竅如下：

       (1) 采用正角型幾何形狀的刀片(pian)，以減少切(qie)削力、切(qie)削熱(re)和工件的變(bian)形。

       (2) 保持(chi)恒(heng)定的進給(gei)以避免(mian)工(gong)件的硬化，在(zai)切(qie)削過程中刀具要始終處(chu)于(yu)進給(gei)狀態，銑削時徑(jing)(jing)向吃刀量a e應為半徑(jing)(jing)的30%。

       (3) 采用(yong)高(gao)壓大流量切削(xue)液，以保證加(jia)工過(guo)程的熱穩定性(xing)，防(fang)止因溫度過(guo)高(gao)導致工件表面變形(xing)和刀具損(sun)壞(huai)。

       (4) 保(bao)持(chi)刀(dao)片刃口鋒利，鈍的刀(dao)具是熱集(ji)結和磨損的原因，容易(yi)導(dao)致(zhi)刀(dao)具失效。

       (5) 盡可能在(zai)鈦(tai)合(he)金軟的狀態(tai)加(jia)工，因為淬硬后(hou)材料變得更(geng)難加(jia)工，熱處理提高了(le)材料的強度并(bing)增加(jia)刀(dao)片的磨(mo)損。

       (6) 使用大(da)的(de)刀尖(jian)圓弧半徑或倒角切(qie)(qie)入，盡可能把更多的(de)刀刃進入切(qie)(qie)削(xue)。這可以減少(shao)每一點的(de)切(qie)(qie)削(xue)力和熱量，防止局(ju)部破損。在銑(xian)削(xue)鈦合金時，各(ge)切(qie)(qie)削(xue)參數中切(qie)(qie)削(xue)速(su)度對刀具壽命(ming)vc的(de)影響大(da)，徑向吃刀量（銑(xian)削(xue)深度）ae次(ci)之。

3. 從刀片(pian)入手解決(jue)鈦(tai)加工難題

       鈦合金加(jia)(jia)工(gong)(gong)時出現(xian)的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片溝槽(cao)(cao)磨損(sun)是后面和(he)前(qian)面在沿(yan)切削深度(du)方向上(shang)的(de)(de)局部磨損(sun)，它(ta)往(wang)(wang)往(wang)(wang)是由(you)于前(qian)期加(jia)(jia)工(gong)(gong)留下的(de)(de)硬化層所造成的(de)(de)。刀(dao)(dao)(dao)具與(yu)工(gong)(gong)件(jian)材料在加(jia)(jia)工(gong)(gong)溫度(du)超過(guo)800℃的(de)(de)化學反應和(he)擴散，也是形成溝槽(cao)(cao)磨損(sun)的(de)(de)原因(yin)之一(yi)。因(yin)為(wei)在加(jia)(jia)工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)中，工(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)鈦分子在刀(dao)(dao)(dao)片的(de)(de)前(qian)面積聚(ju)，在高壓高溫下“焊(han)接”到刀(dao)(dao)(dao)刃(ren)上(shang)，形成積屑瘤(liu)。當積屑瘤(liu)從(cong)刀(dao)(dao)(dao)刃(ren)上(shang)剝離(li)時，將刀(dao)(dao)(dao)片的(de)(de)硬質合金涂(tu)層帶走，因(yin)此(ci)，鈦合金加(jia)(jia)工(gong)(gong)需(xu)要(yao)特殊的(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片材料和(he)幾(ji)何形狀。

4. 適合(he)鈦(tai)加(jia)工的刀(dao)具結構

       鈦(tai)合金加工(gong)的焦點是熱，大(da)量高壓切削液要及時準確(que)地(di)噴射到切削刃(ren)上，才能(neng)夠快(kuai)速(su)地(di)將熱量移除。市場上有(you)專(zhuan)門用于(yu)鈦(tai)合金加工(gong)的銑刀獨(du)特結構。