钛合金的特点

钛合金的优点：重量轻；比强度高；耐金属疲劳；化学。 钛合金的缺点：切削加工性差；温度超过400℃则强度降低（因此用于发动机的低温部分）。 钛合金难切削的主要原因：热传导率低，刀尖易聚热；切削热引起的高温造成粘结，导致刀具寿命降低；与钢相比，钛合金弹性模量小，回弹效应可能引起高频颤振、擦痕和加工误差等问题。

钛合金的加工 （1）将刀尖温升控制到小程度 切削速度不宜过高（40～60m/min） 切削速度过高会产生大量切削热，导致刀具寿命降低，因此应避免采用过高的切削速度。 缩短刀具与工件的接触时间 刀具与工件接触时间越长，产生的热量就越多，会导致刀具寿命降低。而刀具直径越大，接触时间就越长，因此在允许的范围内，应尽可能使用小直径刀具。 不宜加大切削宽度 切削宽度越大，接触时间越长，会增加发热量。因此，加工时不宜加大切削宽度，而通过增加切削长度来提高加工效率。使用长刃刀具等对于粗加工很有效。切削宽度小的台肩铣削能减少切削热，使提高切削速度成为可能。 使用45°主偏角刀具 只要工件形状允许，应尽可能使用45°主偏角的刀具，以减薄切屑，延长刀具寿命。 充分使用切削液，提高冷却效果 充分使用切削液，尤其是15MPa以上的压切削液，以降低刀尖温度、改善切屑处理效果、防止产生积屑瘤。从而能够提高切削速度和生产率。 （2）提高刀具刚性 通过缩短刀具悬伸长度、增大刀具直径，可提高刀具刚性、减小刀具挠曲度。在因工件形状必须采用较大悬伸量的场合，应用插铣加工也很有效。 （3）锯齿切削刃刀具的使用 由于锯齿切削刃可减小接触宽度，从而可减少热量的产生。此外，切削液可从锯齿之间到达被切削面，因此锯齿切削刃刀具对钛合金的加工十分有效。 （4）钛合金加工对刀具的要求 加大刀具前角（减少切削热的产生）；提高刀具刚性。 使用锋利的切削刃；防止发生粘结。 选用与被切削材料亲和力低的刀片材料。 选用能抗崩刃和打刀、韧性和耐热性好的刀具材料（M类）。 选用锯齿型刃口刀具（可用于粗加工）。 钛合金加工实例 （1）ISCAR公司风火轮铣刀加工钛合金实例 风火轮铣刀是具有锯齿刃口的圆刀片。加工条件：工件材料：Ti-6Al-4V；使用刀具：铣刀型号FRW

D34A50-04-22-16，刀片型号RCMT1607-FW-F20 IC908；悬伸长度：200mm；切削条件：切削速度55m/min，切削宽度40mm，切削深度3mm，进给速度98mm/min。与普通圆刀片相比的功率与排屑量如下：风火轮刀片：所需功率0.3kW，排屑量33.0cc/kW；圆刀片：所需功率0.57kW，排屑量17.5cc/kW。与相同材质的圆刀片相比，锯齿刃刀具每千瓦的排屑量增加了49%。即使进给速度提高到原来的2倍（196mm/min），仍可得到相同的结果。此外，切屑也被分割得更细，刀具不易崩刃，刃口状况良好。 （2）压切削油使用实例 使用ISCAR公司的CUT GRIP硬质合金切槽刀并采用压切削油加工压缩机壳体时的加工条件：工件材料：Ti-6Al-4V；使用刀具：刀杆型号BHC8，刀片型号GIPY8.00-4.00IC20；切削条件：切削速度100m/min，进给量0.2～0.25mm/r，切深0.5mm；加工要求：精加工。切削速度从过去的30m/min提高到150m/min，加工时间缩短为原来的1/3。同时，大幅度改善了切屑处理效果，减少了因粘结引起的突发性打刀，实现了稳定加工。 （1）刀具材料的合理选择问题。 解决难加工材料高效加工的首要问题是合理选择刀具材料，当前生产中选择刀具一般根据类比和厂商，选择范围有限。采用标准的度试验大范围地选择刀具时，工件材料和时间的消耗极大，技术上难以实施。近Yuan 等[39]根据上百条磨损曲线的统计分析，提出一种基于刀具初期磨损的刀具快速筛选技术，可以在几天之内消耗几kg工件材料，从20 多种厂家的刀具中筛分出适用刀具、备选刀具、淘汰刀具，筛选的置信度达90%以上。 （2）切削参数的选择问题。 钛合金切削加工性方面的研究成果推广应用不足，生产中缺乏合理的切削参数，切削参数的选择凭经验、凭类比，而很少以科学、系统的试验结果为依据。国外刀具供应商的参数虽然可能经过较系统的试验，但由于试验条件与国内生产环境的差异，所的切削参数未必适用。（3）加工成本的构成问题。 加工成本构成的差异也是造成我国钛合金切削速度普遍偏低的主要原因之一。