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    1. 鈦合金零件加工工藝方法分析


      鈦合金機(jī)械性能優(yōu)良,而工藝性能較差,這就導(dǎo)致了其應(yīng)用前景看好但加工較為困難這一矛盾。本文通過分析鈦合金材料的金屬切削性能,結(jié)合多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),在加工鈦合金刀具的選用、切削速度的確定、不同切削方法的特點(diǎn)、加工余量及加工注意事項(xiàng)等多方面進(jìn)行了探討,闡明了本人對(duì)鈦合金機(jī)械加工方面的見解和建議。
      鈦合金零件加工工藝方法分析 
       
      鈦合金機(jī)械性能優(yōu)良,而工藝性能較差,這就導(dǎo)致了其應(yīng)用前景看好但加工較為困難這一矛盾。本文通過分析鈦合金材料的金屬切削性能,結(jié)合多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),在加工鈦合金刀具的選用、切削速度的確定、不同切削方法的特點(diǎn)、加工余量及加工注意事項(xiàng)等多方面進(jìn)行了探討,闡明了本人對(duì)鈦合金機(jī)械加工方面的見解和建議。
       
        鈦合金密度低、比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)高、抗腐蝕性能好、耐熱性高、韌性、塑性、可焊性均較好,目前在航空航天、汽車、醫(yī)學(xué)、體育用品及電解工業(yè)等許多領(lǐng)域均已大量使用鈦合金。但導(dǎo)熱性能差、硬度高、彈性模量低等特性也導(dǎo)致鈦合金成為較難加工的金屬材料。本文是針對(duì)其工藝特性總結(jié)出的鈦合金切削加工中的一些工藝措施。
       
        1 鈦合金材料的主要優(yōu)點(diǎn)
       
       ?。?)鈦合金強(qiáng)度高而密度?。?.4kg/dm3)、重量輕,為一些大型結(jié)構(gòu)件減輕重量提供了解決方案。
       
        (2)熱強(qiáng)性高。鈦合金在400~500℃條件下仍能維持較高的強(qiáng)度,可以穩(wěn)定的工作,而鋁合金的工作溫度只能在200℃以下。
       
       ?。?)與鋼材相比鈦合金固有的高耐蝕性可以節(jié)省飛機(jī)日常運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)的成本。
       
        2 鈦合金加工特性分析
       
       ?。?)導(dǎo)熱系數(shù)低。TC4在200℃時(shí)熱導(dǎo)率l=16.8W/m,導(dǎo)熱系數(shù)是0.036卡/厘米,僅是鋼的1/4,鋁的1/13,銅的1/25。在切削加工過程中散熱和冷卻效果差,縮短了刀具壽命。
       
       ?。?)彈性模量低,零件已加工表面回彈大,導(dǎo)致已加工表面與刀具的后刀面接觸面積增大,既影響零件尺寸精度又降低了刀具耐用度。
       
       ?。?)硬度因素。硬度值低的鈦合金加工時(shí)會(huì)發(fā)粘,切屑沾在刀具前刀面的切削刃附近形成積屑瘤,影響加工效果;硬度值高的鈦合金加工時(shí)容易使刀具產(chǎn)生崩刃和磨蝕。這些特性導(dǎo)致鈦合金金屬去除率低,僅為鋼件的1/4,加工時(shí)間較同尺寸鋼件要長(zhǎng)得多。
       
       ?。?)化學(xué)親和性強(qiáng)。鈦不僅可以與空氣中的主要成分氮、氧、一氧化碳等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在合金表面形成TiC及TiN硬化層,而且在切削加工產(chǎn)生的高溫條件下還能與刀具材料起反應(yīng),降低了刀具的耐用度。
       
        (5)切削過程中的安全性能差。鈦屬于易燃金屬,微量切削時(shí)加工中產(chǎn)生的高溫和火花可能引起鈦屑燃燒。
       
        3 鈦合金加工工藝方法
       
       ?。?)盡可能使用硬質(zhì)合金刀具,鎢鈷類硬質(zhì)合金具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性較好的特點(diǎn),與鈦高溫下也不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),適合用來加工鈦合金。
       
        (2)合理選擇刀具幾何參數(shù)。為降低切削溫度,減少刀具粘結(jié)現(xiàn)象,可適當(dāng)減小刀具前角,通過增加切屑與前刀面的接觸面積來散熱;同時(shí)增大刀具后角,減少因已加工表面回彈與刀具后刀面摩擦接觸而產(chǎn)生刀具粘結(jié)、已加工表面精度降低的現(xiàn)象;刀尖宜采用圓弧過渡以增強(qiáng)刀具強(qiáng)度。加工鈦合金要經(jīng)常修磨刀具以保證其刃形鋒利、排屑順暢。
       
       ?。?)適宜的切削參數(shù)。確定切削參數(shù)可參考一下方案:較低的切削速度――切削速度高會(huì)導(dǎo)致切削溫度急劇升高;適中的進(jìn)給量――進(jìn)給量大則切削溫度高,進(jìn)給量小則刀刃因在硬化層中切削時(shí)間長(zhǎng)而磨損加快;較大的切削深度――刀尖越過鈦合金表面的硬化層切削能提高刀具壽命。
       
       ?。?)加工中切削液流量和壓力要大,對(duì)加工區(qū)域要充分連續(xù)的冷卻以降低切削溫度。
       
       ?。?)選用機(jī)床必須始終注意提高穩(wěn)定性以避免振動(dòng)趨勢(shì)。振動(dòng)會(huì)造成刀刃崩碎、刀片損壞的結(jié)果。同時(shí),加工鈦合金工藝系統(tǒng)剛性要好以保證切削時(shí)采用較大的切削深度,但鈦合金加工回彈大,夾緊力較大會(huì)加劇工件變形,故精加工時(shí)可以考慮使用拼裝夾具等輔助支撐以滿足工藝系統(tǒng)剛度要求。
       
       ?。?)銑削方式一般采用順銑。鈦合金加工中逆銑造成的銑刀粘屑和崩刃要比順銑產(chǎn)生的銑刀破損嚴(yán)重得多。
       
        (7)磨削常見的問題是粘屑造成砂輪堵塞以及零件表面燒傷。故磨削時(shí)宜采用磨粒鋒利、硬度高、導(dǎo)熱性好的綠碳化硅砂輪;根據(jù)被加工表面光潔度的不同砂輪粒度可采用 F36~F80;砂輪硬度應(yīng)較軟,用以減少磨粒與磨屑的粘附,降低磨削熱;磨削進(jìn)給量要小、速度偏低,乳化液充足。
       
       ?。?)鈦合金鉆孔時(shí)需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉆頭進(jìn)行修磨以減少燒刀和鉆頭折斷現(xiàn)象。修磨方法:適當(dāng)增大頂角、減小切削部位前角、增大切削部位后角,圓柱刃倒錐度數(shù)翻倍。加工中應(yīng)增加退刀次數(shù),鉆頭不得在孔內(nèi)停留,及時(shí)清除切屑,足量的乳化液冷卻,注意觀察鉆頭變鈍應(yīng)及時(shí)清除切屑,足量的乳化液冷卻,注意觀察鉆頭變鈍應(yīng)及時(shí)更換修磨。
       
       ?。?)鈦合金鉸孔也需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉸刀進(jìn)行改制:鉸刀刃帶寬度應(yīng)小于0.15mm,切削部位與校準(zhǔn)部位宜圓弧過渡,避免出現(xiàn)尖點(diǎn)。鉸孔時(shí)可采用組鉸刀多次鉸削,每次增加鉸刀直徑0.1mm以下,主軸轉(zhuǎn)速宜稍慢,退刀時(shí)不停車。用這種方法鉸孔能達(dá)到較高的光潔度要求。
       
       ?。?0)攻螺紋是鈦合金加工中超為困難的一環(huán),因扭矩過大,絲錐刀齒很快就會(huì)磨損,已加工部位的回彈甚至能使絲錐折斷在孔內(nèi)。選用普通絲錐加工時(shí)應(yīng)根據(jù)直徑大小適當(dāng)減少其齒數(shù)以增大容屑空間,在校準(zhǔn)齒上留出0.15mm寬度的刃帶后需將后角增大至30°左右,去除1/2~1/3齒背,校準(zhǔn)齒保留3扣后增大倒錐度數(shù)。建議選用跳牙絲錐能有效的減少刀具和工件接觸面積,加工效果亦較好。
       
        4 加工注意事項(xiàng)
       
       ?。?)刀具勤修磨、保持鋒利,以確保其加工過程中產(chǎn)生盡可能少的切削熱。
       
       ?。?)設(shè)備、刀、工、夾具應(yīng)保持整潔,切屑及時(shí)清除。
       
        (3)使用不燃或難燃的工具轉(zhuǎn)移鈦屑。將處理掉的碎屑存放在不可燃容器中覆蓋好。
       
       ?。?)操作清洗過的鈦合金零件應(yīng)戴干凈的手套,避免以后造成氯化鈉應(yīng)力腐蝕。
       
       ?。?)切削區(qū)域有防火設(shè)施。
       
        (6)微量切削時(shí),切下的鈦屑一旦起火,可用干粉滅火劑或干土、干砂撲滅。
       
        與其他大多數(shù)金屬材料相比,鈦合金加工不僅要求更高,而且限制更多。但是,如果正確使用適當(dāng)?shù)牡毒?,并按照其加工要求將機(jī)床和配置優(yōu)化到超佳狀態(tài),同樣可以獲得令人滿意的鈦合金加工效果。

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      鈦板有哪五大特點(diǎn)?

      特點(diǎn):1.鈦種板是表面的氧化薄膜相當(dāng)于一種良好的經(jīng)久耐磨用發(fā)分離劑,使用鈦種板節(jié)省了分離劑,使極板剝離容易,免除了種板預(yù)先處理的過程,鈦種板比銅種板要輕一半。2.鈦種板的使用壽命是銅種板的3倍以上,根據(jù)操作條件可達(dá)10至20年3.用鈦種板制取的電解銅結(jié)晶組織致密,表面平整光滑,品質(zhì)優(yōu)。4.由于鈦種板無需涂抹分離劑,因而可以避免銅電解液的污染。5.提高產(chǎn)能降低電解銅的生產(chǎn)費(fèi)用,從而有較好的經(jīng)濟(jì)效益

      鈦管在技術(shù)上有何要求?

      鈦管質(zhì)量輕,強(qiáng)度高,機(jī)械性能優(yōu)越。它廣泛應(yīng)用于熱交換設(shè)備,如列管式換熱器、盤管式換熱器、蛇形管式換熱器、冷凝器、蒸發(fā)器和輸送管道等。很多核電工業(yè)把鈦管作為其機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)用管。 技術(shù)要求: 1. 鈦及鈦合金管的化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T3620.1的規(guī)定,需方復(fù)驗(yàn)時(shí),銘坤鈦業(yè)化學(xué)成分的允許偏差符合GB/T3620.2的規(guī)定。 2.管材外徑的允許偏差應(yīng)符合表一規(guī)定。 3. 管材壁厚的允許偏差應(yīng)不超過其名義壁

      鈦管過濾材料時(shí)需要注意哪些事項(xiàng)?

      注意事項(xiàng): 1.如果要用鈦板過濾材料,就堅(jiān)決不能超過它Z大限度的工作能力。 2.使用鈦板作為過濾材料的時(shí)候,一定要防止鈦板被碰撞或者劃破,并且保存好不要被污染。 3.用完的鈦板材料之后一點(diǎn)要清洗,并且保存放好。 4.進(jìn)入工作之前,要先對(duì)鈦板過濾材料進(jìn)行啟動(dòng),之后才能調(diào)到正常的工作環(huán)境。
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