鈦合金零件加工工藝方法分析

廖煒

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)進(jìn)程以及生產(chǎn)制造業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)各種零件的質(zhì)量有了更高的要求。所以大量的鈦合金零件以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于加工行業(yè)。所以本文主要對(duì)鈦合金零件材料的特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并且對(duì)其材料的加工過(guò)程也進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望可以對(duì)之后的加工工藝發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：鈦合金;零件加工;方法分析

前言

大量的研究結(jié)果表明，鈦元素在不同溫度下具有不同的排列結(jié)構(gòu)。當(dāng)溫度低于882℃， 它是一種緊密堆積的六邊形晶格結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度高于882℃時(shí)℃， 它是一種體心立方晶格結(jié)構(gòu)。在鈦合金的制造過(guò)程中加入不同量的α、β合金元素可以得到鈦α 合金β 合金和α+β 合金。我國(guó)的合金材料有TA、TB和TC三種。其中，TA和TC是最常用的兩種鈦合金形式，根據(jù)其實(shí)際用途和添加的元素總量，可分為5中其他形式的合金材料，分別為：①高強(qiáng)度合金;②耐蝕合金;③耐熱合金;④低溫合金;⑤特殊功能合金。在鈦合金發(fā)展的早期，一般是應(yīng)用于航天、醫(yī)療等高級(jí)領(lǐng)域，隨著合金的發(fā)展，現(xiàn)在也可以用于一些工業(yè)零件的加工過(guò)程。具有十分良好的發(fā)展前景。

1.鈦合金材料的特點(diǎn)

鈦合金材料因?yàn)槠涮赜械膬?yōu)勢(shì)受到了十分廣泛的應(yīng)用，其主要的材料特點(diǎn)如下所示：

（1） 鈦合金材料的密度很低。鈦合金的密度大概為4kg/dm3，僅為鋼的三分之二。所以鈦合金材料的質(zhì)量很低，在進(jìn)行材料加工的過(guò)程中能夠有效的減少一些零部件的質(zhì)量，并且還能在質(zhì)量建設(shè)的同時(shí)保持非常高的強(qiáng)度和硬度。所以能夠取代鐵鋼等其他金屬，受到了十分廣泛的應(yīng)用。

（2） 鈦合金材料的熱強(qiáng)度很高。鈦合金材料能夠承受。高溫的作用。并且在五百攝氏度左右還能夠保持非常良好的強(qiáng)度性能。此外，在低溫的環(huán)境中也可以保持良好的強(qiáng)度性呢不發(fā)生變形或其他作用。

（3）鈦合金材料具有非常高強(qiáng)度的耐腐蝕性。它能夠在一些酸、堿性的環(huán)境中保持良好的性能，并且可以減少海水以及潮濕環(huán)境因素對(duì)鈦合金材料造成的影響。所以在進(jìn)行一些海上建設(shè)時(shí)，廣泛試樣鈦合金材料制作的零件。

2.對(duì)鈦合金材料的加工過(guò)程進(jìn)行分析

在進(jìn)行鈦合金零件加工的過(guò)程中，其材料的性能受到多種因素的影響，主要的加工過(guò)程可以概括為以下幾個(gè)方面：

（1） 鈦合金材料在進(jìn)行加工時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)很低。以TC4為例，其導(dǎo)熱系數(shù)為7.8w/（m）·℃）， 尤其是與鐵和鋁等常用的材料相比，其導(dǎo)熱系數(shù)更低。所以在進(jìn)行切削的過(guò)程中，我們必須了解到如果不能及時(shí)的進(jìn)行散熱，很有可能導(dǎo)致切削的溫度大幅度的生高，使得鈦合金材料的刀具壽命大幅度的減少。

（2） 鈦合金材料在進(jìn)行加工時(shí)，材料的彈性模量也很低。由于材料的彈性模量很低，所以在加工的過(guò)程中很有可能發(fā)生彎曲或者是變形，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具以及加工的材料在加工過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重的磨損，使得零件的精確度大幅度的降低。嚴(yán)重影響了零件的質(zhì)量。

（3）鈦合金材料在進(jìn)行加工時(shí)，加工材料的硬度不一致

不同含量的鈦合金材料強(qiáng)度也大不相同，所以對(duì)刀具的磨損程度也大不相同。一般情況下，如果硬度真很低，則有可能在切削的過(guò)程中導(dǎo)致刀刃上形成大量的碎屑，在一定程度上能夠影響加工的質(zhì)量和效果，如果硬度過(guò)高，可能導(dǎo)致切削的過(guò)程中刀具發(fā)生嚴(yán)重的變形，在一定程度上也導(dǎo)致加工零件的質(zhì)量大幅度降低。

3.鈦合金材料加工過(guò)程中的注意事項(xiàng)及加工工藝

（1）工具

在進(jìn)行刀具選擇的過(guò)程中，我們應(yīng)該根據(jù)鈦合金材料的強(qiáng)度不同，選擇強(qiáng)度，導(dǎo)熱性能好的工具，并且要求在進(jìn)行材料加工的過(guò)程中不能夠和鈦合金中的鈦元素發(fā)生反應(yīng)。此外，還需要保證刀具與切削零件的接觸面積大一些，這樣能夠在進(jìn)行加工的過(guò)程中促進(jìn)散熱。防止解決過(guò)程中零件發(fā)生連接的現(xiàn)象。適當(dāng)增大刀具后傾角，能夠有效的避免刀具與加工材料之間的摩擦，在一定程度上可以進(jìn)一步提高加工精度;應(yīng)定期對(duì)刀具進(jìn)行拋光，以確保鋒利的邊緣和順利的切屑去除。

（2）機(jī)床

在進(jìn)行機(jī)床選擇的過(guò)程中，我們首先考慮的是機(jī)床的穩(wěn)定性，確保加工材料在加工過(guò)程中，機(jī)床不會(huì)發(fā)生明顯的晃動(dòng)，這樣可以進(jìn)一步減少加工過(guò)程中刀具發(fā)生嚴(yán)重的崩損問(wèn)題。同時(shí)，為了保證加工過(guò)程的穩(wěn)定性，還應(yīng)該根據(jù)加工要求的不同，配備不同的固定和支撐工具，確保加工過(guò)程的穩(wěn)定安全。切割速度的設(shè)定應(yīng)低而不是高。如果切削速度與要求速度相比更快的話，加工溫度會(huì)迅速上升，影響加工效果;如果給進(jìn)速度過(guò)低，切削時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成刀具嚴(yán)重?fù)p壞。如果切削速度與要求速度相比更慢的話，切削溫度就會(huì)升高。

（3）處理方法

與逆銑相比，能有效提高刀具壽命，減少切屑粘連、崩邊、破損等問(wèn)題。磨削時(shí)一般采用硬度、導(dǎo)熱性都滿足要求的綠色碳化硅砂輪。要嚴(yán)格根據(jù)材料表面的具體情況進(jìn)行砂輪的選擇。保證砂輪的粒度能夠符合材料表面光潔度的要求，避免由于砂輪選擇的不科學(xué)而造成加工過(guò)程中出現(xiàn)燒損的現(xiàn)象。此外，在進(jìn)行研磨的過(guò)程中需要保證給進(jìn)的速度保持在低水平的條件下。及時(shí)的進(jìn)行乳化液的補(bǔ)充。鉆前應(yīng)先磨好標(biāo)準(zhǔn)鉆頭，確保鉆頭的切削角度能夠滿足切削的要求。在進(jìn)行鉆進(jìn)的過(guò)程中，要適當(dāng)?shù)脑黾油说兜拇螖?shù)，還要能夠及時(shí)的進(jìn)行碎屑物的排出和清理。

（4）注意

為了減少切削熱，刀具必須保持鋒利并定期拋光，要定期的對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑進(jìn)行清理，并且要保證各種工具以及夾具的清潔。對(duì)于一些不燃的工具要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，將其放入不容的容器中此外，還要做好采伐區(qū)防火工作。最后，發(fā)生碎屑火災(zāi)時(shí)，使用砂罩或干粉滅火器。

3. 結(jié)束語(yǔ)

綜上，我們可以了解到鈦合金材料具有非常廣闊的應(yīng)用前景。其密度低、熱強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，使其在零件加工制造業(yè)受到了廣泛的歡迎。但是我們還需要針對(duì)材料加工過(guò)程中的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行更加深入的了解，避免零件加工的質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的紕漏。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉艷琳. （2016）. 鈦合金零件加工工藝方法分析. 山東工業(yè)技術(shù)， 000（010）， 6.

[2]季明浩. （2006）. 鈦合金環(huán)形薄壁零件加工工藝研究. 工具技術(shù)（02）， 44-47.

[3]張利軍， 申偉， & 劉濤. （2012）. 鈦合金薄壁零件加工工藝技術(shù)研究. 現(xiàn)代制造工程， 000（011）， 69-72.

[4]張博林， & 姜忠平. （2016）. 某鈦合金高精度薄壁零件加工方法研究. 航空精密制造技術(shù)， 52（004）， 49-51.