1、切削加工性能
由于鈦合金彈性模量低,切削加工時(shí)工件回彈大,容易造成刀具后刀面磨損的加劇和工件變形;鈦合金高溫時(shí)化學(xué)活性很高,容易與空氣中的氫、氧等氣體雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硬化層,同時(shí)進(jìn)一步加劇了刀具的磨損;鈦合金切削加工中,工件材料極易與刀具表面粘結(jié),加上很高的切削溫度,所以刀具易于產(chǎn)生擴(kuò)散磨損和粘結(jié)磨損。
鈦合金強(qiáng)度高、硬度大,所以要求加工設(shè)備功率大,模具、刀具應(yīng)有較高的強(qiáng)度和硬度。切削加工時(shí),切屑與前刀面接觸面積小,刀尖應(yīng)力大。與45鋼相比,鈦合金的切削力雖然只有其2/3—3/4,可是切屑與前刀面的接觸面積卻更?。ㄖ挥?5鋼的1/2—2/3),所以刀具切削刃承受的應(yīng)力反而更大,刀尖或切削刃容易磨損;鈦合金摩擦因數(shù)大,而熱導(dǎo)率低(分別僅為鐵和鋁的1/4和1/16);刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度短,切削熱積聚于切削刃附近的小面積內(nèi)而不易散發(fā),這些因素使得鈦合金的切削溫度很高,造成刀具磨損加快并影響加工質(zhì)量。
2、磨削加工性能
鈦合金強(qiáng)度高、韌性大,使磨削時(shí)磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應(yīng)增加。鈦合金熱導(dǎo)率低、比熱小、磨削時(shí)熱傳導(dǎo)慢,致使熱量積聚在磨削弧區(qū),造成磨削區(qū)溫度急劇升高。鈦合金化學(xué)性質(zhì)活潑、在高溫下易與磨料親和并粘附,堵塞砂輪,導(dǎo)致砂輪磨損加劇,磨削性能降低,磨削精度不易保證。砂輪磨損同時(shí)也增大了砂輪與工件之間的接觸面積,致使散熱條件惡化,磨削區(qū)溫度急劇升高,在磨削表面層形成較大的熱應(yīng)力,造成工件的局部燒傷,產(chǎn)生磨削裂紋。
3、擠壓加工性能
因鈦及鈦合金的變形熱效應(yīng)較大,導(dǎo)熱性較差,故在擠壓變形時(shí)還要特別注意防止過熱現(xiàn)象。鈦合金的擠壓過程比鋁合金、銅合金、甚至鋼的擠壓過程更為復(fù)雜,這是由鈦合金特殊物理化學(xué)性能所決定的。鈦合金在常規(guī)熱反擠成形時(shí),模具溫度低,與模具接觸的坯料表面溫度迅速下降,而坯料內(nèi)部因變形熱而溫度升高。
對(duì)鈦及鈦合金進(jìn)行擠壓加工時(shí),要求擠壓溫度高,擠壓速度快,以防溫降過快,同時(shí)應(yīng)盡量縮短高\(yùn)溫坯錠與模具的接觸時(shí)間。因此擠壓模具應(yīng)選用新型耐熱模具材料,坯錠由加熱爐到擠壓筒的輸送速度也要快。鑒于在加熱和擠壓過程中金屬易被氣體污染,故還應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施。擠壓時(shí)應(yīng)選擇合適的潤(rùn)滑劑,以防粘結(jié)模具,如采用包套擠壓和玻璃潤(rùn)滑擠壓。
由于鈦合金熱導(dǎo)率低,表層溫度下降后,內(nèi)層坯料熱量不能及時(shí)傳輸?shù)奖韺友a(bǔ)充,會(huì)出現(xiàn)表面硬化層,而使得變形難以繼續(xù)進(jìn)行。同時(shí),表層與內(nèi)層會(huì)產(chǎn)生很大的溫度梯度,即使能成形,也容易造成變形和組織不均勻。
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