為(wei)什(shen)么我們認(ren)為(wei)鈦合金是一種難加工材料？因為(wei)對其(qi)加工機理和(he)現象缺(que)乏深刻的認(ren)識！

1．鈦加工的物理現象

       鈦(tai)合金加工時的(de)切(qie)削力只(zhi)是略(lve)高于同等(deng)硬(ying)度(du)的(de)鋼，但是加工鈦(tai)合金的(de)物理現象比(bi)加工鋼要復雜得多，從而使鈦(tai)合金加工面臨巨大(da)的(de)困(kun)難。

       大多數的(de)(de)(de)鈦合金的(de)(de)(de)熱導率很低，只(zhi)有鋼的(de)(de)(de)1/7，鋁(lv)的(de)(de)(de)1/16。因此(ci)，在(zai)切削鈦合金過程(cheng)中產生的(de)(de)(de)熱量不會迅(xun)速(su)傳遞給工件或被切屑(xie)帶走，而(er)集聚在(zai)切削區域，所產生的(de)(de)(de)溫度可(ke)高(gao)達(da)1 000℃以上，使(shi)刀具(ju)的(de)(de)(de)刃(ren)口迅(xun)速(su)磨(mo)損(sun)(sun)、崩裂和生成積(ji)屑(xie)瘤，快(kuai)速(su)出現磨(mo)損(sun)(sun)的(de)(de)(de)刀刃(ren)，又使(shi)切削區域產生更多的(de)(de)(de)熱量，進一(yi)步縮(suo)短刀具(ju)的(de)(de)(de)壽命。

       切削過程中產(chan)生的高溫(wen)同時破壞(huai)了鈦合金零件的表(biao)面完整性，導致零件幾何精度下(xia)降和出現嚴(yan)重減少其疲勞強(qiang)度的加工硬化(hua)現象。

       鈦合金的(de)彈(dan)性(xing)(xing)對零件(jian)(jian)性(xing)(xing)能(neng)來說(shuo)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)有益的(de)，但是(shi)(shi)在切削(xue)過程(cheng)中，工(gong)件(jian)(jian)的(de)彈(dan)性(xing)(xing)變(bian)形(xing)是(shi)(shi)產生振動(dong)的(de)重(zhong)(zhong)要原因(yin)。切削(xue)壓(ya)力使“彈(dan)性(xing)(xing)”的(de)工(gong)件(jian)(jian)離開刀具(ju)和(he)反彈(dan)，從而使刀具(ju)與工(gong)件(jian)(jian)之間摩擦(ca)現象大于切削(xue)作用。摩擦(ca)過程(cheng)也會產生熱(re)，加重(zhong)(zhong)了鈦合金導熱(re)性(xing)(xing)不良(liang)問(wen)題(ti)。

       加(jia)工(gong)薄壁或環形(xing)(xing)(xing)等(deng)易變(bian)形(xing)(xing)(xing)零件(jian)(jian)(jian)時，這(zhe)個問題(ti)就更加(jia)嚴重，將鈦合金薄壁零件(jian)(jian)(jian)加(jia)工(gong)到預期的尺寸精(jing)度(du)不是(shi)一件(jian)(jian)(jian)容易的事(shi)。因為隨著工(gong)件(jian)(jian)(jian)材料被刀具推開(kai)時，薄壁的局部變(bian)形(xing)(xing)(xing)已(yi)經超出彈(dan)性(xing)范圍而產生塑性(xing)變(bian)形(xing)(xing)(xing)，切削(xue)點(dian)的材料強(qiang)度(du)和硬(ying)度(du)明顯增加(jia)。此(ci)時，按照(zhao)原先確(que)定的切削(xue)速(su)度(du)加(jia)工(gong)就變(bian)得過高，進一步導(dao)致刀具急劇(ju)磨損。

       “熱(re)”是鈦合金難加工(gong)的“罪(zui)魁禍首”！

2. 加工鈦合金(jin)的工藝(yi)訣(jue)竅

       在理解鈦合金(jin)加(jia)工(gong)(gong)機理的基礎上，加(jia)上以往的經(jing)驗，加(jia)工(gong)(gong)鈦合金(jin)的主要工(gong)(gong)藝訣竅如下：

       (1) 采用正角型幾何形狀的刀(dao)片，以減少切削力(li)、切削熱和工件的變形。

       (2) 保持恒定(ding)的進給以避(bi)免工件的硬化，在切削(xue)過程中刀具要始終(zhong)處于進給狀態(tai)，銑削(xue)時徑(jing)向(xiang)吃(chi)刀量a e應為半徑(jing)的30%。

       (3) 采用(yong)高(gao)壓大流(liu)量切削液(ye)，以保證加工(gong)(gong)過(guo)程(cheng)的熱穩定(ding)性，防止因(yin)溫(wen)度過(guo)高(gao)導致工(gong)(gong)件表面(mian)變形和刀具損壞。

       (4) 保持刀片刃(ren)口(kou)鋒利，鈍的刀具(ju)是熱集結和磨損的原因，容易導(dao)致刀具(ju)失效。

       (5) 盡可能(neng)在鈦合金軟的(de)狀態(tai)加工，因為淬硬后(hou)材料(liao)變得更(geng)難(nan)加工，熱處理提高(gao)了材料(liao)的(de)強度并增加刀片的(de)磨損(sun)。

       (6) 使(shi)用大(da)(da)的刀(dao)尖(jian)圓(yuan)弧半徑(jing)或倒角切(qie)入，盡(jin)可能把更(geng)多的刀(dao)刃進(jin)入切(qie)削(xue)。這(zhe)可以減少每一(yi)點的切(qie)削(xue)力和熱量，防(fang)止(zhi)局(ju)部破(po)損。在銑削(xue)鈦合金時，各切(qie)削(xue)參數(shu)中(zhong)切(qie)削(xue)速度(du)對刀(dao)具壽命vc的影響大(da)(da)，徑(jing)向吃刀(dao)量（銑削(xue)深(shen)度(du)）ae次之。

3. 從刀片入手解(jie)決鈦加工難題

       鈦合(he)(he)金加(jia)工(gong)(gong)(gong)時出現的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)片(pian)溝槽(cao)磨(mo)(mo)損(sun)是(shi)后面(mian)和(he)(he)前(qian)面(mian)在(zai)(zai)沿(yan)切削深(shen)度(du)方向上(shang)的(de)(de)(de)局部(bu)磨(mo)(mo)損(sun)，它往往是(shi)由(you)于前(qian)期加(jia)工(gong)(gong)(gong)留下的(de)(de)(de)硬化(hua)層所造成(cheng)的(de)(de)(de)。刀(dao)(dao)具與工(gong)(gong)(gong)件(jian)材料在(zai)(zai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)溫度(du)超過800℃的(de)(de)(de)化(hua)學反應(ying)和(he)(he)擴散，也是(shi)形成(cheng)溝槽(cao)磨(mo)(mo)損(sun)的(de)(de)(de)原因之一。因為在(zai)(zai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)過程中(zhong)，工(gong)(gong)(gong)件(jian)的(de)(de)(de)鈦分(fen)子在(zai)(zai)刀(dao)(dao)片(pian)的(de)(de)(de)前(qian)面(mian)積聚(ju)，在(zai)(zai)高壓高溫下“焊接”到刀(dao)(dao)刃(ren)上(shang)，形成(cheng)積屑瘤(liu)。當(dang)積屑瘤(liu)從刀(dao)(dao)刃(ren)上(shang)剝(bo)離(li)時，將(jiang)刀(dao)(dao)片(pian)的(de)(de)(de)硬質合(he)(he)金涂層帶走，因此，鈦合(he)(he)金加(jia)工(gong)(gong)(gong)需(xu)要特殊(shu)的(de)(de)(de)刀(dao)(dao)片(pian)材料和(he)(he)幾何形狀。

4. 適合鈦加工的刀(dao)具結構(gou)

       的焦(jiao)點是熱，大量(liang)高壓切削液要及時準確地噴(pen)射(she)到切削刃上，才能夠快速地將熱量(liang)移(yi)除。市場上有專門(men)用于(yu)鈦合金加工的銑刀獨特結構(gou)。