鈦合金加工存在的難點(diǎn):鈦合金的化學(xué)性能很大:高溫下,鈦合金很容易與刀具材料起反應(yīng)加速了月牙洼的形成。但是鈦合金的切削過程基本上是在高溫下進(jìn)行的。當(dāng)切削溫度高到一定的程度時,空氣中的氮氧等分子與鈦材料能夠容易地產(chǎn)生化學(xué)作用,導(dǎo)致生成了一種脆硬表皮。而且在鈦材料的切削過程中工件的已加工表面所發(fā)生的塑性變形導(dǎo)致了冷硬現(xiàn)象的產(chǎn)生,在工件材料的已加工表面發(fā)生硬化現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都能夠使得刀具的磨損加劇、鈦材料的疲勞強(qiáng)度受到降低。鈦合金加工的訣竅:采用高壓大流量切削液,以保證加工過程的熱穩(wěn)定性。鈦合金擠出加工三水區(qū)
電解加工鈦合金產(chǎn)品的工藝方法:1、加工電解液的選擇。NaCl是一種強(qiáng)電解質(zhì),其在水溶液中幾乎可以全部電離為Na+和Cl-離子,并能與水中的H+和OH-等離子共存,NaCl電解液理論上在加工鈦合金材料時,通過適當(dāng)調(diào)整加工電壓、進(jìn)給速度以及優(yōu)化電極結(jié)構(gòu),會使加工產(chǎn)品表面質(zhì)量更好,精度更高。選用NaCl作為電解液溶質(zhì)時,其濃度一般控制在10%-14%,當(dāng)表面質(zhì)量要求較高時,一般會控制在10%以下,加工溫度通常會控制在,本次即采用的14%濃度的NaCl溶液作為此次研究的電解液。同時為了保證電解液的有效利用。2、非加工型面的絕緣隔離。在電解加工過程中,為了保護(hù)某些非加工部位,使它不產(chǎn)生點(diǎn)蝕,通常都會采取一些絕緣保護(hù)方法。經(jīng)過實(shí)踐之后,較終確定采用靜電噴涂方法,不但能夠有效避免電解液與非加工表面相接觸,起到隔開雜散電流的作用,而且其噴涂的非金屬絕緣層較薄,粘貼也更加牢靠,更不會因電解產(chǎn)生的高溫而融化脫落,一次噴涂可多次使用。鈦合金擠出加工三水區(qū)切削鈦合金加工條件的選擇:硬質(zhì)合金。
鈦合金零件加工的外表處理辦法:研磨與拋光。1、機(jī)械研磨:鈦的化學(xué)反響性高,導(dǎo)熱系數(shù)低,粘性大,機(jī)械研磨研削比低,且易于磨料磨具產(chǎn)生反響,普通磨料不宜用于鈦的研磨與拋光,較好采用導(dǎo)熱性好的超硬磨料,如金剛石、立方氮化硼等,拋光線速度一般為900~1800m/min.為宜,否則,鈦外表易產(chǎn)生研削燒傷和微裂紋。2、化學(xué)拋光:化學(xué)拋光是經(jīng)過金屬在化學(xué)介質(zhì)中的氧化復(fù)原反響而到達(dá)整平拋光的目的。其長處是化學(xué)拋光與金屬的硬度、拋光面積與結(jié)構(gòu)形狀無關(guān),凡與拋光液觸摸的部位均被拋光,不須特別復(fù)雜設(shè)備,操作簡便,較適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)鈦義齒支架的拋光。但化學(xué)拋光的工藝參數(shù)較難控制,要求在不影響義齒精度的情況下可以對義齒有良好的拋光效果。
鈦合金的切削加工特點(diǎn):(1)變形系數(shù)小:這是鈦合金切削加工的明顯特點(diǎn),變形系數(shù)小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程較大增大,加速刀具磨損。(2)切削溫度高:由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產(chǎn)生的熱不易傳出,集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi),切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。(3)單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時約小20%,由于切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力較大增加,容易造成崩刃。同時,由于鈦合金的彈性模量小,加工時在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損并影響零件的精度。因此,要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。鈦合金零件加工工藝與優(yōu)化的點(diǎn)考慮:從工件的裝夾方面考慮。
鈦合金的鋸割加工:鋸割鈦合金時,要采用低的表面速度和連續(xù)強(qiáng)制進(jìn)料。實(shí)驗(yàn)證明,齒距為4.2mm~8.5mm的粗齒高速鋼鋸條適用于鋸鈦合金。若用帶鋸鋸鈦合金,其鋸條齒距由工件厚度決定,一般為2.5mm~25.4mm,材料厚度愈厚,齒距愈大。同時必須保持強(qiáng)制進(jìn)料能力和所需的冷卻劑。鈦臺金的電火花加工:鈦合金的電火花加工要求工具與工件間有―個操作間隙。間隙范圍較好取在0.005mm0.4mm,較小的間隙常用于要求表面光滑的精加工,較大間隙則用于要求迅速去除金屬的粗加工。電極材料較好選用銅和鋅。在鈦合金零件加工過程中,工件的設(shè)計(jì)應(yīng)合理。鈦合金擠出加工三水區(qū)
鈦合金零件加工工藝與優(yōu)化的點(diǎn)考慮:從工藝方法和切削液考慮。鈦合金擠出加工三水區(qū)
TC4鈦合金的切削加工性:(一)TC4的導(dǎo)熱率為鐵的1/4、鋁的1/16,比不銹鋼和高溫合金的導(dǎo)熱率還要低,使得加工過程中產(chǎn)生的大量切削熱大部分殘留在刀具內(nèi),造成切削溫度高,刀具迅速磨損。(二)與45鋼相比,TC4的切削力是其2/3~3/4,但切屑與前刀面的接觸面積卻只有其1/2~2/3,所以切削刃承受的應(yīng)力是鋼的1.3~1.5倍,刀尖或切削刃更容易磨損或損傷。(三)相同條件下,TC4材料與刀具材料的摩擦系數(shù)大于碳鋼,切屑沿前刀面流出的摩擦速度高,導(dǎo)致摩擦功大,摩擦界面溫度高,刀具易磨損。(四)高溫時,鈦合金能與空氣中的氫、氧、氮起化學(xué)反應(yīng),形成硬化層,造成工件塑性降低,切屑與前刀面接觸面積減小,加速刀具磨損。(五)TC4的彈性模量約為鋼的1/2,小彈性模量和大屈強(qiáng)比使切削加工時工件已加工面產(chǎn)生較大回彈和變形,刀具后角磨損,與零件摩擦加劇。鈦合金擠出加工三水區(qū)
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