鈦合金零件加工工藝方法分析

廖煒

摘 要：隨著我國工業進程以及生產制造業的不斷發展，對各種零件的質量有了更高的要求。所以大量的鈦合金零件以其獨特的優勢廣泛應用于加工行業。所以本文主要對鈦合金零件材料的特點進行了簡要的分析，并且對其材料的加工過程也進行了詳細的分析，希望可以對之后的加工工藝發展具有一定的促進作用。

關鍵詞：鈦合金;零件加工;方法分析

前言

大量的研究結果表明，鈦元素在不同溫度下具有不同的排列結構。當溫度低于882℃， 它是一種緊密堆積的六邊形晶格結構，當溫度高于882℃時℃， 它是一種體心立方晶格結構。在鈦合金的制造過程中加入不同量的α、β合金元素可以得到鈦α 合金β 合金和α+β 合金。我國的合金材料有TA、TB和TC三種。其中，TA和TC是最常用的兩種鈦合金形式，根據其實際用途和添加的元素總量，可分為5中其他形式的合金材料，分別為：①高強度合金;②耐蝕合金;③耐熱合金;④低溫合金;⑤特殊功能合金。在鈦合金發展的早期，一般是應用于航天、醫療等高級領域，隨著合金的發展，現在也可以用于一些工業零件的加工過程。具有十分良好的發展前景。

1.鈦合金材料的特點

鈦合金材料因為其特有的優勢受到了十分廣泛的應用，其主要的材料特點如下所示：

（1） 鈦合金材料的密度很低。鈦合金的密度大概為4kg/dm3，僅為鋼的三分之二。所以鈦合金材料的質量很低，在進行材料加工的過程中能夠有效的減少一些零部件的質量，并且還能在質量建設的同時保持非常高的強度和硬度。所以能夠取代鐵鋼等其他金屬，受到了十分廣泛的應用。

（2） 鈦合金材料的熱強度很高。鈦合金材料能夠承受。高溫的作用。并且在五百攝氏度左右還能夠保持非常良好的強度性能。此外，在低溫的環境中也可以保持良好的強度性呢不發生變形或其他作用。

（3）鈦合金材料具有非常高強度的耐腐蝕性。它能夠在一些酸、堿性的環境中保持良好的性能，并且可以減少海水以及潮濕環境因素對鈦合金材料造成的影響。所以在進行一些海上建設時，廣泛試樣鈦合金材料制作的零件。

2.對鈦合金材料的加工過程進行分析

在進行鈦合金零件加工的過程中，其材料的性能受到多種因素的影響，主要的加工過程可以概括為以下幾個方面：

（1） 鈦合金材料在進行加工時，其導熱系數很低。以TC4為例，其導熱系數為7.8w/（m）·℃）， 尤其是與鐵和鋁等常用的材料相比，其導熱系數更低。所以在進行切削的過程中，我們必須了解到如果不能及時的進行散熱，很有可能導致切削的溫度大幅度的生高，使得鈦合金材料的刀具壽命大幅度的減少。

（2） 鈦合金材料在進行加工時，材料的彈性模量也很低。由于材料的彈性模量很低，所以在加工的過程中很有可能發生彎曲或者是變形，進一步導致刀具以及加工的材料在加工過程中發生嚴重的磨損，使得零件的精確度大幅度的降低。嚴重影響了零件的質量。

（3）鈦合金材料在進行加工時，加工材料的硬度不一致

不同含量的鈦合金材料強度也大不相同，所以對刀具的磨損程度也大不相同。一般情況下，如果硬度真很低，則有可能在切削的過程中導致刀刃上形成大量的碎屑，在一定程度上能夠影響加工的質量和效果，如果硬度過高，可能導致切削的過程中刀具發生嚴重的變形，在一定程度上也導致加工零件的質量大幅度降低。

3.鈦合金材料加工過程中的注意事項及加工工藝

（1）工具

在進行刀具選擇的過程中，我們應該根據鈦合金材料的強度不同，選擇強度，導熱性能好的工具，并且要求在進行材料加工的過程中不能夠和鈦合金中的鈦元素發生反應。此外，還需要保證刀具與切削零件的接觸面積大一些，這樣能夠在進行加工的過程中促進散熱。防止解決過程中零件發生連接的現象。適當增大刀具后傾角，能夠有效的避免刀具與加工材料之間的摩擦，在一定程度上可以進一步提高加工精度;應定期對刀具進行拋光，以確保鋒利的邊緣和順利的切屑去除。

（2）機床

在進行機床選擇的過程中，我們首先考慮的是機床的穩定性，確保加工材料在加工過程中，機床不會發生明顯的晃動，這樣可以進一步減少加工過程中刀具發生嚴重的崩損問題。同時，為了保證加工過程的穩定性，還應該根據加工要求的不同，配備不同的固定和支撐工具，確保加工過程的穩定安全。切割速度的設定應低而不是高。如果切削速度與要求速度相比更快的話，加工溫度會迅速上升，影響加工效果;如果給進速度過低，切削時間過長，造成刀具嚴重損壞。如果切削速度與要求速度相比更慢的話，切削溫度就會升高。

（3）處理方法

與逆銑相比，能有效提高刀具壽命，減少切屑粘連、崩邊、破損等問題。磨削時一般采用硬度、導熱性都滿足要求的綠色碳化硅砂輪。要嚴格根據材料表面的具體情況進行砂輪的選擇。保證砂輪的粒度能夠符合材料表面光潔度的要求，避免由于砂輪選擇的不科學而造成加工過程中出現燒損的現象。此外，在進行研磨的過程中需要保證給進的速度保持在低水平的條件下。及時的進行乳化液的補充。鉆前應先磨好標準鉆頭，確保鉆頭的切削角度能夠滿足切削的要求。在進行鉆進的過程中，要適當的增加退刀的次數，還要能夠及時的進行碎屑物的排出和清理。

（4）注意

為了減少切削熱，刀具必須保持鋒利并定期拋光，要定期的對切削過程中產生的碎屑進行清理，并且要保證各種工具以及夾具的清潔。對于一些不燃的工具要進行適當的處理，將其放入不容的容器中此外，還要做好采伐區防火工作。最后，發生碎屑火災時，使用砂罩或干粉滅火器。

3. 結束語

綜上，我們可以了解到鈦合金材料具有非常廣闊的應用前景。其密度低、熱強度高、耐腐蝕性強的特點，使其在零件加工制造業受到了廣泛的歡迎。但是我們還需要針對材料加工過程中的一些注意事項進行更加深入的了解，避免零件加工的質量出現嚴重的紕漏。

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