為(wei)什么(me)我們認為(wei)鈦合金是(shi)一種難加工材料？由于對其加工機理和現象缺少深入的認識(shi)。

鈦(tai)(tai)合(he)(he)金加(jia)(jia)工(gong)時(shi)的(de)切削力只是(shi)略高于(yu)同(tong)等(deng)硬度的(de)鋼，但是(shi)加(jia)(jia)工(gong)鈦(tai)(tai)合(he)(he)金的(de)物理現象(xiang)比加(jia)(jia)工(gong)鋼要復雜得多，從而(er)使鈦(tai)(tai)合(he)(he)金加(jia)(jia)工(gong)面臨(lin)巨大的(de)困難。

大多數的(de)(de)鈦(tai)合金的(de)(de)熱導(dao)率很低(di)，只有鋼的(de)(de)1/7，鋁的(de)(de)1/16。因此，在切(qie)削(xue)鈦(tai)合金進程(cheng)中產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱量不會迅(xun)速(su)(su)傳遞(di)給工件或被切(qie)屑(xie)帶走，而(er)集聚在切(qie)削(xue)區域，所產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)溫度可高達(da)1000℃以(yi)上，使刀(dao)具(ju)的(de)(de)刃口迅(xun)速(su)(su)磨(mo)損(sun)(sun)、崩裂和生(sheng)(sheng)(sheng)成積屑(xie)瘤，快速(su)(su)出現磨(mo)損(sun)(sun)的(de)(de)刀(dao)刃，又使切(qie)削(xue)區域產生(sheng)(sheng)(sheng)更多的(de)(de)熱量，進一步縮短刀(dao)具(ju)的(de)(de)壽(shou)命。

切削進程中產生的(de)高溫同時破壞了鈦合金零件的(de)表面完整性，導致(zhi)零件幾何精度下(xia)降(jiang)和出現嚴峻減少(shao)其疲勞強度的(de)加工硬化現象。

鈦(tai)(tai)合金的(de)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)對零(ling)件性(xing)(xing)能(neng)來說(shuo)可能(neng)是(shi)有益的(de)，但是(shi)在切(qie)削進程中，工件的(de)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)變形是(shi)產(chan)生振(zhen)動的(de)重要原因。切(qie)削壓力使“彈(dan)(dan)性(xing)(xing)”的(de)工件離(li)開刀具和(he)反彈(dan)(dan)，從而使刀具與工件之間摩(mo)擦(ca)現(xian)象大(da)于切(qie)削作(zuo)用。摩(mo)擦(ca)進程也會產(chan)生熱，加重了鈦(tai)(tai)合金導熱性(xing)(xing)不良問題。

加(jia)(jia)(jia)工薄壁(bi)(bi)或環形等易變(bian)(bian)形零件時，這個問題就更(geng)加(jia)(jia)(jia)嚴峻，將鈦(tai)合金薄壁(bi)(bi)零件加(jia)(jia)(jia)工到預期(qi)的尺(chi)寸精度不是一件容易的事。由于隨(sui)著工件材(cai)(cai)料(liao)被刀具推(tui)開時，薄壁(bi)(bi)的局部(bu)變(bian)(bian)形已(yi)經超(chao)出(chu)彈性范(fan)圍而產生塑性變(bian)(bian)形，切(qie)削(xue)點的材(cai)(cai)料(liao)強度和硬度明顯添(tian)加(jia)(jia)(jia)。此(ci)刻，按照(zhao)原先確定的切(qie)削(xue)速度加(jia)(jia)(jia)工就變(bian)(bian)得過高，進一步(bu)導致刀具急劇磨損。

“熱”是(shi)鈦合(he)金難加工的

在理解(jie)鈦合(he)金(jin)加工(gong)(gong)機理的(de)基礎(chu)上(shang)(shang)，加上(shang)(shang)以往的(de)經(jing)驗，加工(gong)(gong)鈦合(he)金(jin)的(de)主要(yao)工(gong)(gong)藝訣竅如(ru)下(xia)：

⑴ 采用正角型幾何形狀的(de)刀片，以減少切削力、切削熱和工件的(de)變(bian)形。

⑵ 堅持(chi)恒定的(de)進給以避免工件的(de)硬化，在切削進程中刀具(ju)要始終處于進給狀態，銑削時徑向吃刀量ae應(ying)為半徑的(de)30%。

⑶ 采用高壓大(da)流量切削液，以保證加(jia)工進程的熱穩定性，防止因溫度過高導(dao)致工件表面變(bian)性和刀(dao)具損壞。

⑷ 堅(jian)持(chi)刀(dao)片刃口鋒利，鈍(dun)的(de)刀(dao)具是熱集結和(he)磨損的(de)原(yuan)因，容易導致刀(dao)具失效。

⑸ 盡可(ke)能在鈦合金(jin)最軟(ruan)的狀態加(jia)工，由于淬硬后材(cai)料變得更(geng)難加(jia)工，熱處理提高了材(cai)料的強度(du)并添加(jia)刀(dao)片的磨損。

⑹ 使用大(da)的(de)刀(dao)(dao)尖圓弧(hu)半徑或倒角切(qie)入，盡可(ke)能把更多的(de)刀(dao)(dao)刃進(jin)入切(qie)削(xue)(xue)。這可(ke)以(yi)減少每一點的(de)切(qie)削(xue)(xue)力和(he)熱量(liang)，防止局(ju)部破(po)損。在銑削(xue)(xue)鈦合金(jin)時(shi)，各切(qie)削(xue)(xue)參(can)數中切(qie)削(xue)(xue)速度對刀(dao)(dao)具壽命vc的(de)影響最(zui)大(da)，徑向吃刀(dao)(dao)量(liang)（銑削(xue)(xue)深度）ae次之。

鈦(tai)合金(jin)加(jia)工時出現的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片溝(gou)槽磨(mo)損是后面和(he)前面在沿切(qie)削(xue)深度方向上(shang)的(de)(de)(de)局(ju)部(bu)磨(mo)損，它往(wang)往(wang)是由(you)于前期加(jia)工留下(xia)的(de)(de)(de)硬化(hua)層所形成的(de)(de)(de)。刀(dao)(dao)(dao)具與(yu)工件材(cai)料(liao)(liao)在加(jia)工溫(wen)度超過800℃的(de)(de)(de)化(hua)學反應(ying)和(he)擴散(san)，也是形成溝(gou)槽磨(mo)損的(de)(de)(de)原因之一(yi)。由(you)于在加(jia)工進程中，工件的(de)(de)(de)鈦(tai)分子(zi)在刀(dao)(dao)(dao)片的(de)(de)(de)前面積聚(ju)，在高(gao)壓(ya)高(gao)溫(wen)下(xia)“焊接”到(dao)刀(dao)(dao)(dao)刃上(shang)，形成積屑瘤。當積屑瘤從刀(dao)(dao)(dao)刃上(shang)剝離時，將刀(dao)(dao)(dao)片的(de)(de)(de)硬質(zhi)合金(jin)涂(tu)層帶走，因此，鈦(tai)合金(jin)加(jia)工需(xu)要特殊的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)(dao)片材(cai)料(liao)(liao)和(he)幾何形狀(zhuang)。

鈦合(he)金加工(gong)的焦點是熱，很多高壓切削(xue)液要及時準確(que)地(di)噴射(she)到切削(xue)刃上，才能夠(gou)快速地(di)將熱量移除。市場上有專門用(yong)于鈦合(he)金加工(gong)的銑刀獨特結構(gou)。