浅谈 钛合金加工之困：难点究竟何在？
摘要： 一、材料本身特性方面高硬度和高强度钛合金的硬度较高，这使得在切削过程中，刀具需要承受较大的切削力。例如，一些钛合金的硬度可以达到 30 - 40HRC（洛氏硬度...
一、材料本身特性方面
- 高硬度和高强度
- 钛合金的硬度较高，这使得在切削过程中，刀具需要承受较大的切削力。例如，一些钛合金的硬度可以达到 30 - 40HRC（洛氏硬度）左右，与普通钢材相比，切削时更易磨损刀具。
- 其高强度特性也意味着在加工过程中，材料不易被去除。比如在铣削或车削时，需要更大的切削功率来克服材料的强度，才能使加工顺利进行。
- 低导热性
- 钛合金的导热系数很低，一般仅为钢铁的 1/5 - 1/7。在加工时，切削区域产生的热量难以快速传导出去，导致热量集中在切削刃附近。
- 例如在钻孔加工中，热量会使刀具温度急剧上升，容易超过刀具材料所能承受的极限温度，从而加速刀具磨损，甚至可能使刀具发生热变形，影响加工精度。
- 化学活性高
- 钛合金在高温和某些介质环境下化学活性很强。在加工过程中，特别是在高速切削产生高温的情况下，钛合金容易与刀具材料发生化学反应。
- 例如，钛合金可能会与刀具中的碳元素发生反应，形成脆性的化合物，降低刀具的切削性能。而且在加工后，如果表面处理不当，钛合金还容易被氧化，影响其表面质量和性能。
二、加工工艺方面
- 切削加工
- 切削力和振动：由于钛合金的高强度和低弹性模量，在切削时容易产生较大的切削力和振动。例如在车削钛合金棒材时，振动可能会导致工件表面出现振纹，降低表面光洁度。而且较大的切削力会使工件产生变形，对于薄壁钛合金零件的加工影响更为明显。
- 切屑控制困难：钛合金的切屑通常呈带状，并且容易与刀具发生粘连。在加工过程中，这种带状切屑不容易折断，会缠绕在刀具上，影响加工的连续性。例如在钻削钛合金时，切屑堵塞钻头的排屑槽，导致切削力增大，甚至可能使钻头折断。
- 磨削加工
- 砂轮堵塞：钛合金在磨削时，磨屑容易嵌入砂轮的磨粒间隙中，造成砂轮堵塞。一旦砂轮堵塞，其磨削能力就会下降，磨削力增大，还会引起工件表面烧伤。
- 磨削表面质量难保证：因为钛合金的弹性模量低，在磨削力的作用下，工件表面容易产生弹性退让，使得磨削后的表面精度和粗糙度难以控制。例如在精密磨削钛合金零件时，要达到高精度的表面质量要求比磨削普通材料困难得多。
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