钛合金的加工性能介绍
钛合金的加工性能介绍
发布时间:[2015-9-23]
    1、切削加工性能

    由于钛合金弹性模量低,切削加工时工件回弹大,容易造成刀具后刀面磨损的加剧和工件变形;钛合金高温时化学活性很高,容易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应,生成硬化层,同时进一步加剧了刀具的磨损;钛合金切削加工中,工件材料极易与刀具表面粘结,加上很高的切削温度,所以刀具易于产生扩散磨损和粘结磨损。

    钛合金强度高、硬度大,所以要求加工设备功率大,模具、刀具应有较高的强度和硬度。切削加工时,切屑与前刀面接触面积小,刀尖应力大。与45钢相比,钛合金的切削力虽然只有其2/3—3/4,可是切屑与前刀面的接触面积却更小(只有45钢的1/2—2/3),所以刀具切削刃承受的应力反而更大,刀尖或切削刃容易磨损;钛合金摩擦因数大,而热导率低(分别仅为铁和铝的1/4和1/16);刀具与切屑的接触长度短,切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发,这些因素使得钛合金的切削温度很高,造成刀具磨损加快并影响加工质量。

    2、磨削加工性能

    钛合金强度高、韧性大,使磨削时磨屑不易分离、磨削力增大、磨削功耗相应增加。钛合金热导率低、比热小、磨削时热传导慢,致使热量积聚在磨削弧区,造成磨削区温度急剧升高。钛合金化学性质活泼、在高温下易与磨料亲和并粘附,堵塞砂轮,导致砂轮磨损加剧,磨削性能降低,磨削精度不易保证。砂轮磨损同时也增大了砂轮与工件之间的接触面积,致使散热条件恶化,磨削区温度急剧升高,在磨削表面层形成较大的热应力,造成工件的局部烧伤,产生磨削裂纹。

    3、挤压加工性能

    因钛及钛合金的变形热效应较大,导热性较差,故在挤压变形时还要特别注意防止过热现象。钛合金的挤压过程比铝合金、铜合金、甚至钢的挤压过程更为复杂,这是由钛合金特殊物理化学性能所决定的。钛合金在常规热反挤成形时,模具温度低,与模具接触的坯料表面温度迅速下降,而坯料内部因变形热而温度升高。

    对钛及钛合金进行挤压加工时,要求挤压温度高,挤压速度快,以防温降过快,同时应尽量缩短高\温坯锭与模具的接触时间。因此挤压模具应选用新型耐热模具材料,坯锭由加热炉到挤压筒的输送速度也要快。鉴于在加热和挤压过程中金属易被气体污染,故还应采用适当的保护措施。挤压时应选择合适的润滑剂,以防粘结模具,如采用包套挤压和玻璃润滑挤压。

    由于钛合金热导率低,表层温度下降后,内层坯料热量不能及时传输到表层补充,会出现表面硬化层,而使得变形难以继续进行。同时,表层与内层会产生很大的温度梯度,即使能成形,也容易造成变形和组织不均匀。
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