鈦合金緊固件在機(jī)械加工中存在的問(wèn)題及措施

李大偉

摘要：鈦合金緊固件在機(jī)械生產(chǎn)加工當(dāng)中使用范圍廣泛，構(gòu)件的精準(zhǔn)度和強(qiáng)度很高，各方面綜合性能優(yōu)越，能夠運(yùn)用到機(jī)械加工當(dāng)中的各個(gè)領(lǐng)域，是一種加工生產(chǎn)的好材料。在鈦合金緊固件使用的時(shí)候，也存在一定缺陷，這些缺陷直接影響了產(chǎn)品使用過(guò)程當(dāng)中加工的質(zhì)量，使加工存在一定的問(wèn)題。本文從鈦合金緊固件在機(jī)械加工當(dāng)中存在問(wèn)題及其改進(jìn)措施進(jìn)行探討分析。

Abstract： Titanium alloy fasteners are widely used in mechanical production and processing， with high precision and strength of components， and superior comprehensive performance in all aspects. They can be used in various fields of mechanical processing. It is a good material for processing and production. When titanium alloy fasteners are used， there are also certain defects， which directly affect the quality of processing during the use of the product， and there are certain problems in processing. This article discusses and analyzes the problems and improvement measures of titanium alloy fasteners in mechanical processing.

關(guān)鍵詞：鈦合金緊固件;機(jī)械加工;措施;問(wèn)題

Key words： titanium alloy fasteners;machining;measures;problems

中圖分類(lèi)號(hào)：TG7;TG1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0170-02

0? 引言

機(jī)械加工和生產(chǎn)工藝當(dāng)中，鈦合金緊固件使用范圍廣泛，在使用過(guò)程當(dāng)中，能夠減少機(jī)械本身的重量，這是一種輕質(zhì)的材料，特別是在航空航天領(lǐng)域使用較多。最近幾年的科技發(fā)展當(dāng)中，鈦合金緊固件的使用范圍不斷擴(kuò)大，能夠把鈦合金和其他材料緊密連接，有著機(jī)械加工生產(chǎn)的重大意義。

1? 鈦合金緊固件在機(jī)械加工中存在問(wèn)題

1.1 機(jī)械加工機(jī)器運(yùn)作生產(chǎn)問(wèn)題

在鈦合金緊固件的生產(chǎn)加工工藝過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于車(chē)間的加工要求更高。在車(chē)床的加工當(dāng)中，鈦合金緊固件的密度相對(duì)來(lái)說(shuō)比其他材料更高，對(duì)于加工的技術(shù)要求以及加工難度都會(huì)更高一點(diǎn)。這些加工過(guò)程當(dāng)中的技術(shù)要求對(duì)于生產(chǎn)工廠來(lái)說(shuō)存在一定的加工難題，在加工的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于削刀的磨損程度會(huì)更嚴(yán)重一點(diǎn)，需要找到更高質(zhì)量的合金刀具才能夠進(jìn)行加工生產(chǎn)工藝，才能夠減少成本，這是鈦合金緊固件在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中存在的一個(gè)顯著問(wèn)題，需要進(jìn)行合理的方案調(diào)整以及加工工藝流程，加工條件的改善。

1.2 鈦合金緊固件加工保存腐蝕問(wèn)題

鈦合金緊固件在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)榫o固件安裝的時(shí)候機(jī)械零件的密合程度相對(duì)來(lái)說(shuō)沒(méi)有那么高，就很容易產(chǎn)生一定的空隙，這樣在金屬空隙之間就會(huì)有表面涂料流入，從而導(dǎo)致了緊固件在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中容易受到腐蝕。在后續(xù)的使用過(guò)程當(dāng)中，連接緊密性就會(huì)受到影響。

鈦合金材料之所以抗腐蝕性比較高，是因?yàn)樵诳諝猱?dāng)中存在氧氣。鈦合金材料和氧氣進(jìn)行了氧化反應(yīng)之后在表面會(huì)形成保護(hù)膜。這層膜就能夠有效保護(hù)材料內(nèi)部的鈦合金不被氧化，從而提高鈦合金材料的耐腐蝕性能。但是在鈦合金緊固件實(shí)際的機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)榄h(huán)境在不斷的變化，包括周?chē)h(huán)境的溫度，濕度以及加工過(guò)程當(dāng)中的器械氧化等等方面的因素影響，就會(huì)導(dǎo)致鈦合金緊固件很容易發(fā)生腐蝕，這就是鈦合金緊固件在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中容易產(chǎn)生的問(wèn)題之一。

1.3 鈦合金緊固件機(jī)械加工的精密度問(wèn)題

在鈦合金及蜜餞生產(chǎn)加工過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于機(jī)械的精密度要求會(huì)更高。在機(jī)械生產(chǎn)的時(shí)候，由于刀具每一次生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中都是處于工作磨損狀態(tài)，而且根據(jù)程序來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)，鈦合金緊固件的密度更高，刀具在加工過(guò)程當(dāng)中很容易受到磨損，在磨損的狀態(tài)之下，刀具仍然按照程序進(jìn)行加工，就很容易造成緊密件在加工過(guò)程當(dāng)中的精密度受到影響。

如果緊固件的精密度在整個(gè)加工過(guò)程當(dāng)中精密度沒(méi)有嚴(yán)格控制在誤差范圍之內(nèi)，在使用的過(guò)程當(dāng)中不能夠把鈦合金和其他材料緊密連接，從而對(duì)于后面的使用有一定的影響，提升鈦合金緊固件在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的精度是生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中需要克服的一大難題。例如圖1所展示的緊固件工藝產(chǎn)品就是在高精密度的生產(chǎn)車(chē)間做出來(lái)的產(chǎn)品，這種產(chǎn)品的連接性能更佳。

2? 提升鈦合金緊固件加工質(zhì)量有效改進(jìn)措施

2.1 加強(qiáng)機(jī)械加工生產(chǎn)設(shè)備調(diào)控工作

鈦合金緊固件在機(jī)械生產(chǎn)加工過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于設(shè)備的要求以及設(shè)備的調(diào)控相對(duì)來(lái)說(shuō)更高，確保設(shè)備在加工過(guò)程當(dāng)中的精準(zhǔn)度，在這樣的基礎(chǔ)之上進(jìn)行程序的加工，就能夠讓緊固件在誤差范圍之內(nèi)進(jìn)行加工和生產(chǎn)。在加工的時(shí)候選擇切割刀具需要進(jìn)行材料的考慮，要考慮加工刀具的耐損程度以及加工刀具的密度，加工刀具的剛度是怎么樣的，是否能夠切割鈦合金相關(guān)的材料，在加工過(guò)程當(dāng)中對(duì)于機(jī)械的冷卻液也需要進(jìn)行及時(shí)的把控，如果機(jī)械冷卻液太少，會(huì)影響加工過(guò)程當(dāng)中的精密度，發(fā)現(xiàn)冷卻液太少，要及時(shí)的添加冷卻液。

在選擇鈦合金緊固件加工刀具的時(shí)候，因?yàn)殁伜辖鸩牧舷鄬?duì)來(lái)說(shuō)剛度和密度會(huì)更高一點(diǎn)，選擇刀具的時(shí)候，盡可能選擇密度更高的刀具，在加工的過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)榈毒叩那懈顣?huì)造成高溫，在高溫條件之下，要保證鈦合金緊固件以及刀具兩者材料不會(huì)受到影響，所以選擇材料的時(shí)候需要選擇耐高溫的材料。

在機(jī)械加工的過(guò)程當(dāng)中也需要考慮到鈦合金緊固件的密封程度以及表面的粗糙程度，在加工的時(shí)候就需要進(jìn)行表面的打磨處理，要保證緊固件能夠精準(zhǔn)的連接好鈦合金材料以及其它材料，所以在緊固件表面的涂層材料選擇時(shí)候需要進(jìn)行分析選擇。

由于鈦合金材料在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中容易變形，而且鈦合金材料它的彈性模量會(huì)比較小，所以在加工的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于夾具的要求也比較高。在機(jī)械生產(chǎn)加工的過(guò)程當(dāng)中，夾具的夾力不應(yīng)該過(guò)大，在夾鈦合金材料生產(chǎn)的時(shí)候，可以選擇輔助的夾具，在夾具設(shè)計(jì)當(dāng)中也需要考慮到這些加工過(guò)程當(dāng)中的問(wèn)題，從而能夠避免緊固件在加工過(guò)程當(dāng)中變形的相關(guān)難題。

2.2 把控機(jī)械加工原材料選擇工作

鈦合金緊固件在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，鈦合金原材料的選擇一定要把控到位，對(duì)于鈦合金緊固件的材料選擇要求更高，在選擇的時(shí)候一定要對(duì)于材料進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照緊固件的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中，一定要保證緊固件材料的各項(xiàng)性能符合要求。

在這樣的基礎(chǔ)之上進(jìn)行加工，在加工過(guò)程當(dāng)中就不容易出現(xiàn)加工的問(wèn)題，而且產(chǎn)品的檢測(cè)合格證書(shū)以及產(chǎn)品的各方面性能指數(shù)指標(biāo)都需要做好資料整理歸類(lèi)。檢測(cè)緊固件的相關(guān)性能指標(biāo)有很多，比如說(shuō)使用材料的規(guī)格、數(shù)量、尺寸以及材料的力學(xué)性、能耐腐蝕性、耐高溫性等等方面的性能檢測(cè)。

2.3 提升機(jī)械加工生產(chǎn)緊固件的工作環(huán)境

鈦合金緊固件生產(chǎn)工藝過(guò)程當(dāng)中對(duì)于機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境把控相對(duì)來(lái)說(shuō)要求更高，在要求的加工環(huán)境當(dāng)中，才能夠讓鈦合金緊固件加工更加的標(biāo)準(zhǔn)，緊固性能更好，密封性能更好。在產(chǎn)品的使用時(shí)候，連接鈦合金的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題，緊固件在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于加工環(huán)境的溫度以及加工周?chē)募庸きh(huán)境的濕度會(huì)有要求。

因?yàn)樯a(chǎn)的緊固零件是鈦合金的相關(guān)材料，在環(huán)境當(dāng)中容易氧化，如果溫度和濕度過(guò)高，很容易在和其他材料接觸的過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，特別是一些金屬鋁、金屬鉛之類(lèi)的化學(xué)材料更容易造成二次化學(xué)反應(yīng)，這種加工環(huán)境生產(chǎn)出來(lái)的緊固件是沒(méi)有辦法進(jìn)行正常使用，所以工廠在進(jìn)行鈦合金緊固件加工過(guò)程當(dāng)中，就需要做好環(huán)境的保護(hù)措施，避免緊固件和其他金屬產(chǎn)品混在一起，把控加工環(huán)境的時(shí)候，需要有相關(guān)的設(shè)備儀器并且做好管理工作。

2.4 加強(qiáng)緊固件生產(chǎn)車(chē)間機(jī)床控制

鈦合金緊固件生產(chǎn)的機(jī)床需要進(jìn)行嚴(yán)格的把控，對(duì)于機(jī)床的精密度以及機(jī)床上面的削刀精密度，削刀的質(zhì)量，削刀的材料都需要進(jìn)行把控，需要嚴(yán)格的按照規(guī)范生產(chǎn)要求在規(guī)范的誤差之內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)。

第一個(gè)需要把控的方面就是鈦合金機(jī)床的結(jié)構(gòu)，在零件的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中需要承受的負(fù)載會(huì)更大一點(diǎn)，需要承受的拉力會(huì)更大一點(diǎn)。所以整個(gè)機(jī)床就需要做好這些方面的技術(shù)要求，準(zhǔn)備在拉力比較大的區(qū)域，要減少鈦合金材料的打孔。打孔的時(shí)候應(yīng)該在拉力比較小的區(qū)域，這樣才能夠保證鈦合金緊固件材料的精準(zhǔn)度要求，能夠保證材料表面的粗糙程度。

在使用車(chē)床技術(shù)的時(shí)候應(yīng)該采用國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的車(chē)床加工生產(chǎn)技術(shù)，在引進(jìn)車(chē)床的時(shí)候，盡可能對(duì)于鈦合金材料有整體的加工環(huán)節(jié)了解，在生產(chǎn)機(jī)械加工的過(guò)程當(dāng)中要保證鈦合金打孔的精準(zhǔn)程度，特別是在使用高硬度高剛度材料刀打孔的時(shí)候一定要保證刀面的磨損程度在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠符合鈦合金緊固件材料的生產(chǎn)要求。一定要在每次加工生產(chǎn)過(guò)后，對(duì)于整體的刀具進(jìn)行維修和打磨，要保證刀具始終處于誤差范圍之內(nèi)，這樣才能夠保證整個(gè)鈦合金材料在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中達(dá)到技術(shù)要求。

2.5 加強(qiáng)緊固件機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中質(zhì)量控制

鈦合金緊固件在加工過(guò)程當(dāng)中需要控制好加工緊固件的質(zhì)量要求，也就是質(zhì)量控制。在質(zhì)量控制的時(shí)候，對(duì)于車(chē)床的質(zhì)量控制，對(duì)于刀具的控制，對(duì)于加工材料的控制，對(duì)于車(chē)間環(huán)境的控制等等都需要做好嚴(yán)格的把關(guān)，需要定期對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)性能的檢測(cè)，在產(chǎn)品打磨的時(shí)候再加工過(guò)程當(dāng)中，要確保機(jī)械生產(chǎn)的正常工作性對(duì)于機(jī)械也需要進(jìn)行定期的檢查。

在質(zhì)量控制方面，由于鈦合金材料各方面性能有很多特殊的地方，所以在切割加工的過(guò)程當(dāng)中需要進(jìn)行材料的冷卻，需要進(jìn)行材料保護(hù)，特別是在這種高溫的加工環(huán)境當(dāng)中，一定要做好安全加工的相關(guān)工作，減少加工工廠出現(xiàn)隱患幾率，如果發(fā)生火災(zāi)可以采用滑石粉進(jìn)行滅火相關(guān)處理工作。這些都應(yīng)該在緊固件加工之前做好相關(guān)的方案和措施準(zhǔn)備，如果出現(xiàn)突發(fā)情況一定要及時(shí)的處理，特別是出現(xiàn)突發(fā)情況的時(shí)候，鈦合金材料很容易和其他材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而加劇突發(fā)情況的嚴(yán)重性，這也就是在機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中需要做好的質(zhì)量控制。

3? 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，最近這幾年的鈦合金材料廣泛運(yùn)用，在機(jī)械加工緊固件的過(guò)程當(dāng)中，工廠也應(yīng)該做好相關(guān)的加工防范措施，做好基本的加工相關(guān)準(zhǔn)備工作。在機(jī)械加工的時(shí)候，知道鈦合金緊固件加工的缺點(diǎn)，知道如何在加工工藝當(dāng)中進(jìn)行缺點(diǎn)改進(jìn)，不斷提高企業(yè)生產(chǎn)車(chē)間的要求，相信這樣就能夠生產(chǎn)出來(lái)高質(zhì)量、高精度的緊固件產(chǎn)品。

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