鈦合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點，因此在航空、航天、發(fā)電設(shè)備、核能、船舶、化工、醫(yī)療器械等領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
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硬態(tài)鈦合金的分類
室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：α鈦合金（代表牌號TA3等）、 β鈦合金（代表牌號TB6等）、（α + β）鈦合金（代表牌號TC4等）。
α鈦合金
①組織為單一的密排六方晶格的α相組織。
②α鈦合金的特點是高溫性能好（可在500℃高溫下長期工作），抗氧化能力強(qiáng)，但不能熱處理強(qiáng)化，常溫強(qiáng)度低。
③α鈦合金是鈦合金中較容易加工的一類，典型牌號有TA7、TA8等。
β鈦合金
①組織為單一的體心立方晶格的β組織。
②β鈦合金的特點是冷變形塑性好，可通過熱處理強(qiáng)化，常溫強(qiáng)度高，但熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫條件下工作。
③β鈦合金的切削加工性較差，典型牌號有TB1、TB2等。
(α + β)鈦合金
①具有α及β雙相組織。
②其特點是具有較高的常溫及高溫強(qiáng)度，塑性及韌性良好，可進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，因而用途較廣。
③（a +β）鈦合金的切削加工性介于前兩類之間，典型牌號有TCI、TC4等。
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鈦合金難切削的原因
鈦合金因其優(yōu)秀的特質(zhì)被廣泛用于各個領(lǐng)域，然而它的“切削難”與它優(yōu)秀的特性也是“形影不離”。
①鈦屑易燃：在高溫下（600C）,鈦屑容易燃燒。
②導(dǎo)熱性差：鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)小，僅為45鋼的1/6-1/7.而且密度小，切削熱量集中在切削刃 附近，刃區(qū)溫度高，刀具磨損劇烈。
③化學(xué)親合力大：與含Ti的硬質(zhì)合金粘結(jié)嚴(yán)重，而很多刀具的涂層都含Ti。
④彈性模量?。?/span>約為45鋼的彈性模量的1/2,故彈性恢復(fù)大.摩擦嚴(yán)重。同時，工件也容易發(fā)生裝夾變形。
⑤冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重：鈦的化學(xué)活性大，在高的切削溫度下，很易吸收空氣中的氧和氮，形成硬而脆的 外皮，同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的 疲勞強(qiáng)度，而且能加劇刀具磨損。
⑥刀屑接觸長度短：鈦合金的切屑在空氣中的氧和氮的作用下，會形成硬脆的化合物，使切屑成短碎片狀，因而刀-屑接觸長度很短，切削力和切削熱集中在切削刃附近，刀具容易崩刃。
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切削鈦合金的具體措施
想要攻克鈦合金，僅僅知道它難切削的原因遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還得根據(jù)它的特性一條條對癥下藥。
刀具材料的選擇：選用不含Ti的YG類（ISO的K類）硬質(zhì)合金，例如金剛石和立方氮化硼刀具。目前各家刀具供應(yīng)商都有自己對應(yīng)的鈦合金切削刀具，讀者可根據(jù)各家樣冊進(jìn)行選擇。
刀具幾何參數(shù)的選擇：刀具前角及主偏角應(yīng)較小，并須磨出適當(dāng)?shù)牡都鈭A弧，后角應(yīng)較大。一般硬質(zhì)合金車刀可取
γ。=5° ?8° α。=10°~15°,
λ。= -3°~ -5° kr=45° ~75°
re=0.5~1.0mm
另外，刀具的前、后面的粗糙度值應(yīng)小，一般 Ra≤02μm。
切削用量的選擇：選用較低的切削速度、較大的進(jìn)給量和背吃刀量。用硬質(zhì)合金刀具車削時， 背吃刀量應(yīng)為1-3mm，粗車背吃刀量一定要大于氧化皮深度，進(jìn)給量0.1 ~0.3mm/r。切削速度的選擇則應(yīng)根據(jù)所加工的鈦合金的強(qiáng)度高低及背吃刀最大小來決定，TC4鈦合金的切削速度應(yīng)為26~60m/min。
冷卻潤滑：一般應(yīng)選用極壓乳化液來冷卻，流量應(yīng)充足。但若對零件的疲勞強(qiáng)度要求較高時，則切削液中不應(yīng)含有硫、氯，此時應(yīng)選用普通乳化液。如使用含氯的切削液，切削過程中在高溫下將會釋放出氫氣，被鈦吸收，引起氫脆：也可能引起鈦合金高溫應(yīng)力腐蝕開裂。
工件的裝夾：夾緊力不宜過大，以免工件變形，必要時可增加輔助支承來提高裝夾剛性。
其他：機(jī)床要有較好的剛性，各運動部件的間隙要仔細(xì)調(diào)整，這對粗加工特別重要，否則很容易打刀。
