為(wei)什么我們認(ren)為(wei)鈦合金是(shi)一種(zhong)難加(jia)工材料(liao)？由于對其(qi)加(jia)工機理和現象(xiang)缺少深(shen)入的認(ren)識。

鈦(tai)合(he)金(jin)加(jia)工時的(de)(de)切削力只是(shi)略高于同等硬度的(de)(de)鋼(gang)，但(dan)是(shi)加(jia)工鈦(tai)合(he)金(jin)的(de)(de)物(wu)理現(xian)象比加(jia)工鋼(gang)要復(fu)雜得多，從而使鈦(tai)合(he)金(jin)加(jia)工面臨(lin)巨大(da)的(de)(de)困難(nan)。

大多數的(de)(de)鈦(tai)合(he)金的(de)(de)熱導率很(hen)低，只(zhi)有鋼的(de)(de)1/7，鋁(lv)的(de)(de)1/16。因此，在切削鈦(tai)合(he)金進程中產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱量(liang)不(bu)會迅速傳遞給工件或(huo)被切屑帶(dai)走，而集聚(ju)在切削區域(yu)，所產(chan)生(sheng)的(de)(de)溫(wen)度可高達(da)1000℃以上，使刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)刃(ren)口迅速磨損(sun)(sun)、崩裂和生(sheng)成積屑瘤(liu)，快(kuai)速出現磨損(sun)(sun)的(de)(de)刀(dao)(dao)刃(ren)，又使切削區域(yu)產(chan)生(sheng)更多的(de)(de)熱量(liang)，進一(yi)步縮短(duan)刀(dao)(dao)具(ju)的(de)(de)壽命(ming)。

切削進程中產生的高(gao)溫(wen)同時(shi)破壞了鈦合(he)金零(ling)(ling)件(jian)的表面完整性，導致(zhi)零(ling)(ling)件(jian)幾何(he)精度下(xia)降和出現嚴峻減少其疲(pi)勞強度的加工(gong)硬(ying)化現象。

鈦(tai)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)彈性對零件(jian)性能(neng)來說(shuo)可能(neng)是有(you)益的(de)(de)，但是在(zai)切削進(jin)(jin)程中(zhong)，工件(jian)的(de)(de)彈性變形是產生振動的(de)(de)重要(yao)原因。切削壓力使“彈性”的(de)(de)工件(jian)離開刀(dao)具和反彈，從而(er)使刀(dao)具與工件(jian)之間摩(mo)擦現象大于切削作用。摩(mo)擦進(jin)(jin)程也會(hui)產生熱(re)，加(jia)重了鈦(tai)合(he)(he)金(jin)導熱(re)性不良問題(ti)。

加(jia)(jia)工(gong)薄壁或環(huan)形等易變形零件(jian)(jian)時，這個問題就更(geng)加(jia)(jia)嚴峻，將鈦合金(jin)薄壁零件(jian)(jian)加(jia)(jia)工(gong)到預期的尺寸精度(du)(du)不是一(yi)件(jian)(jian)容(rong)易的事(shi)。由于隨著(zhu)工(gong)件(jian)(jian)材(cai)(cai)料(liao)被刀具(ju)推開時，薄壁的局部變形已(yi)經(jing)超出(chu)彈性范圍(wei)而產(chan)生塑性變形，切(qie)削點的材(cai)(cai)料(liao)強(qiang)度(du)(du)和(he)硬度(du)(du)明顯添加(jia)(jia)。此刻，按(an)照原(yuan)先(xian)確(que)定(ding)的切(qie)削速度(du)(du)加(jia)(jia)工(gong)就變得(de)過高，進一(yi)步導致刀具(ju)急劇(ju)磨損。

“熱”是鈦合金難加工(gong)的

在理(li)解鈦合金加工(gong)機理(li)的基礎上(shang)，加上(shang)以往的經驗，加工(gong)鈦合金的主要工(gong)藝(yi)訣竅如下：

⑴ 采用正角型幾(ji)何形狀的刀片，以(yi)減少切(qie)削(xue)力、切(qie)削(xue)熱(re)和工件的變形。

⑵ 堅持恒定(ding)的(de)進(jin)給以避免(mian)工件的(de)硬化(hua)，在切削進(jin)程中刀具要(yao)始終處于(yu)進(jin)給狀態，銑削時徑向吃刀量ae應為半徑的(de)30%。

⑶ 采用(yong)高壓大流量切削液，以保證(zheng)加工(gong)進程(cheng)的熱(re)穩(wen)定(ding)性，防止因溫度(du)過高導致工(gong)件表面變性和刀具(ju)損壞。

⑷ 堅持(chi)刀(dao)片刃口鋒利，鈍的刀(dao)具是熱集結和磨(mo)損的原因，容易導致刀(dao)具失效。

⑸ 盡可能在鈦合金(jin)最(zui)軟的狀態加(jia)工，由(you)于淬(cui)硬后材(cai)料變得更難加(jia)工，熱(re)處理提高了材(cai)料的強度(du)并添加(jia)刀片的磨損。

⑹ 使用大的(de)刀(dao)尖圓弧半徑(jing)或(huo)倒(dao)角切(qie)入(ru)，盡可能把更多的(de)刀(dao)刃進入(ru)切(qie)削(xue)。這可以減少每一(yi)點的(de)切(qie)削(xue)力和(he)熱量(liang)，防止局部破損。在銑(xian)削(xue)鈦(tai)合(he)金時(shi)，各切(qie)削(xue)參數中(zhong)切(qie)削(xue)速(su)度(du)對刀(dao)具壽命vc的(de)影響最大，徑(jing)向吃刀(dao)量(liang)（銑(xian)削(xue)深度(du)）ae次之。

鈦合金(jin)加(jia)工(gong)時(shi)出現的刀片(pian)溝槽磨損(sun)是后面(mian)和(he)(he)前面(mian)在(zai)沿切削深度方向上(shang)的局(ju)部磨損(sun)，它往往是由于(yu)前期加(jia)工(gong)留下的硬(ying)(ying)化(hua)層所形(xing)(xing)成的。刀具與(yu)工(gong)件材(cai)(cai)料在(zai)加(jia)工(gong)溫(wen)度超過800℃的化(hua)學反應和(he)(he)擴散，也是形(xing)(xing)成溝槽磨損(sun)的原因之一。由于(yu)在(zai)加(jia)工(gong)進程中，工(gong)件的鈦分子在(zai)刀片(pian)的前面(mian)積聚，在(zai)高壓高溫(wen)下“焊接(jie)”到(dao)刀刃(ren)(ren)上(shang)，形(xing)(xing)成積屑(xie)瘤。當積屑(xie)瘤從刀刃(ren)(ren)上(shang)剝離時(shi)，將刀片(pian)的硬(ying)(ying)質合金(jin)涂層帶走，因此，鈦合金(jin)加(jia)工(gong)需(xu)要特(te)殊(shu)的刀片(pian)材(cai)(cai)料和(he)(he)幾何形(xing)(xing)狀。

鈦(tai)合(he)金加工的焦點是熱，很多高壓切削液要(yao)及時準確地(di)噴射到切削刃上，才能夠快速地(di)將熱量移除。市場上有專門用于(yu)鈦(tai)合(he)金加工的銑刀獨(du)特結構。