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标题: 钛合金切削性能 [打印本页]

作者: szjoeben 时间: 2016-3-17 13:46
标题: 钛合金切削性能
钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面，关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点：

　　(1)变形系数小：这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。

　　(2)切削温度高：由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。

推荐：山特维克可乐满切削材质S30T 和S40T
　　山特维克可乐满的领先材质S30T 和S40T 采用了切削刀具材料发展历程中的最新技术。铣削钛合金时，产生在刀具刃口上的热量、化学反应和机械负荷已经达到了常用刀具材料所能承受的极限，所以才研发出了这两种材质。
材质S30T 用于高速切削和要求更高刀具寿命的场合
　　S30T 专为高效率的钛合金铣削而研发。该材质基体是由微晶粒硬质合金组成，配以PVD 耐磨涂层。这样可以做成更锋利的刃口，该刃口具有很强的抗疲劳能力和很好的刃口安全性，所以在高速加工时它具有更长的刀具寿命。

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使用材质S30T 和S40T 的CoroMill? 刀具的范围很广
　　材质S30T 和S40T 可用于各类CoroMill 铣刀，包括面铣、方肩铣、长刃铣、插铣、高进给铣削、仿形加工和铣槽等。
　　(3)单位面积上的切削力大：主切削力比切钢时约小20%，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。

　　(4)冷硬现象严重：由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。

推荐：OSG不锈钢&钛合金专用钻头WDO-SUS

　　WDO-SUS钻头的优点在于：①锋利性的切削刃能抑制加工硬化，从而提高刀具寿命；②采用耐溶着与附着力度优良的WXL涂层，能防止刀具磨损；③新型的槽型设计，可将切屑细小分段；④新型内冷油孔“MEGACOOLER”?，能增大冷却油剂的喷出量，从而达到减少接触区域局部温度过高的问题，并提高排屑性；⑤特殊的横刃设计，减少摩擦面积和摩擦热量，防止刀具磨损过快。

　　(5)刀具易磨损：毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。车削钛合金时，有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重；进给量f<0.1 mm/r时，磨损主要发生在后刀面上；当f>0.2 mm/r时，前刀面将出现磨损；用硬质合金刀具精车和半精车时，后刀面的磨损以VBmax<0.4 mm较合适。

　　在铣削加工中，由于钛合金材料的导热系数低，而且切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削变形区和切削刃附近的较小范围内，加工时切削刃刃口处会产生极高的切削温度，将大大缩短刀具寿命。对于钛合金Ti6Al4V来说，在刀具强度和机床功率允许的条件下，切削温度的高低是影响刀具寿命的关键因素，而并非切削力的大小。
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