低热导率:钛合金导热性差(约为钢的1/6),切削过程中热量易集中在刀具刃口,导致刀具温度急剧升高,加剧磨损。
高化学活性:高温下易与刀具材料(如硬质合金中的钴)发生化学反应,形成积屑瘤,降低刀具寿命。
低弹性模量:易产生弹性变形,影响加工精度,尤其在薄壁件加工中更为明显。
高强度与硬度:加工时需要更大的切削力,对机床刚性要求高。
刀具选择:需采用耐磨涂层(如金刚石涂层)、大前角、锋利刃口的专用刀具,成本较高。
切削参数限制:需采用低速、大进给、适当冷却的策略,效率低于普通钢材。
冷却要求:必须使用高压冷却液及时散热并冲走切屑。
结构复杂:非标件常含异形曲面、深孔、薄壁等特征,需多轴联动加工,编程与装夹难度大。
精度要求高:航空、医疗等领域对尺寸公差和表面粗糙度要求严苛,可能需二次精加工(如磨削、抛光)。
工艺规划复杂:需根据工件形状定制夹具,合理安排工序以减少变形。
机床要求:需要高刚性、高功率的数控机床(如五轴加工中心),并配备高压冷却系统。
成本高昂:材料成本、刀具损耗、工艺调试时间均导致加工成本显著高于普通金属。
优化刀具与参数:采用钛合金专用刀具,通过试验确定切削参数。
强化冷却与排屑:使用高压内冷刀具,避免切屑粘连。
分阶段加工:粗加工留余量,通过热处理消除应力后再精加工。
利用先进技术:采用高速加工、激光切割、线切割等辅助工艺。
尽管加工难度大,钛合金因强度高、耐腐蚀、生物相容性好,仍广泛应用于航空航天、医疗器械、化工设备、高端运动器材等领域。
钛合金非标件加工是典型的高成本、高技术工艺,需要丰富的材料知识和工艺经验。选择合适的供应商时,需重点考察其设备能力、技术积累及质量控制体系。对于特别复杂的零件,建议与专业厂家深入沟通,通过工艺仿真或试制验证可行性。
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