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東莞數(shù)控加工廠的鈦合金具有的特殊性能使其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。很高的強(qiáng)度/重量比、極好的韌性和卓越的抗腐蝕性能使鈦合金可用于制作醫(yī)用人體植入件、高爾夫球桿頭以及軍用裝甲等。

但是，鈦合金零件的車(chē)削加工卻非常困難，令機(jī)械工藝師們望而生畏，他們認(rèn)為，鈦合金的超級(jí)性能大大削弱了其可加工的“能力”,使其切削加工極具挑戰(zhàn)性。這種看法雖有道理，但并不全面。本文探討了鈦合金的車(chē)削加工策略，對(duì)機(jī)械工藝師們加工這種用途廣泛（如賽車(chē)零件、水下呼吸裝置等）的難加工材料以及應(yīng)用新的切削技術(shù)將有所幫助。

鈦合金生產(chǎn)商--RTI國(guó)際金屬公司的高級(jí)項(xiàng)目專家Bill Headland指出，雖然許多加工車(chē)間將鈦合金加工視為畏途，但實(shí)際上鈦合金包括的品種范圍很廣，你必須了解你所加工的是哪一種。鈦合金的牌號(hào)很多，有些牌號(hào)加工難度極大，而另一些牌號(hào)卻并非如此。商用純鈦（CP牌號(hào)）是一種非合金材料，通常用于制造醫(yī)用零件、熱交換器和眼鏡框架等。CP牌號(hào)具有卓越的抗腐蝕性，且相對(duì)而言較易加工。但與其它鈦合金相比，其強(qiáng)度很低，且又粘又軟。

東莞數(shù)控加工廠在純鈦中加入合金后，改變了其晶相（晶體結(jié)構(gòu)），也改變了材料的特性和機(jī)械加工性。α鈦合金和準(zhǔn)α鈦合金中包含了如鎳、鋁、釩等添加成份。這些中間牌號(hào)鈦合金的可切削性相當(dāng)不錯(cuò)。α-β鈦合金牌號(hào)可能包含有更多的鋁和釩。工業(yè)用主流鈦合金Ti6Al4V就是一種α-β鈦合金牌號(hào)，其中包含了約6%的鋁和4%的釩。Ti6Al4V及其變種大約占到目前所用鈦合金的50%-70%.

添加了鐵、鉻等成分的β牌號(hào)鈦合金是最難以加工的牌號(hào)之一。由于具有高的斷裂韌性和優(yōu)異的抗高周期疲勞性能，β牌號(hào)的機(jī)械加工性與Hastelloy鎳基合金及類(lèi)似材料相近，其典型的應(yīng)用實(shí)例是制造輕型彈簧，用于觸發(fā)水下發(fā)射戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的可折疊尾翼。

各種鈦合金呈現(xiàn)出各不相同的切削性能。有人認(rèn)為，加工一個(gè)Ti6Al4V工件所需的時(shí)間通常是加工一個(gè)鋼件的三倍；而有人說(shuō)，加工一個(gè)Ti5553難加工β牌號(hào)工件所需的時(shí)間則是加工一個(gè)Ti6Al4V工件的兩倍。

東莞數(shù)控加工廠在車(chē)削加工中，鈦合金最重要的特性就是熱傳導(dǎo)性差。由于切削時(shí)產(chǎn)生的高溫很難被工件吸收而聚集于刀具切削刃上，過(guò)多的熱量促使切削刃與切屑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生月牙洼磨損。

鈦合金還具有加工硬化趨勢(shì)，因此，通過(guò)剪切而不是擠壓去除金屬至關(guān)重要。此外，雖然鈦合金具有很高的強(qiáng)度，但同時(shí)也具有較低的彈性模量，這就意味著與其它材料相比，鈦合金相對(duì)更具彈性且更容易離開(kāi)切削刃（尤其在輕載切削時(shí)）。綜合考慮鈦合金的這些特性，東莞數(shù)控加工廠為了成功實(shí)現(xiàn)鈦合金的車(chē)削加工，關(guān)鍵是必須實(shí)現(xiàn)切削速度、進(jìn)給率和切削深度的平衡。切削速度是影響切削熱產(chǎn)生的首要因素。山特維克可樂(lè)滿的車(chē)削專家Stefan Gyllengahm曾經(jīng)花了三年半時(shí)間為工具制造商開(kāi)發(fā)刀具牌號(hào)。在此期間，他在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了Ti6Al4V的切削試驗(yàn)，結(jié)果表明，切削速度的選擇必須十分小心：在某些情況下，當(dāng)切削速度提高10%-15%,則刀具壽命會(huì)從40件下降為6件，這表明切削速度的調(diào)整幅度過(guò)大。他還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以不會(huì)縮短刀具壽命的切削速度進(jìn)行車(chē)削時(shí)，如果提高進(jìn)給率，則會(huì)達(dá)到一個(gè)有損刀具壽命的臨界溫度，因?yàn)榇嬖谝粋€(gè)熱量過(guò)多的極限范圍。