㈠ 什麼是鈦合金數控加工機床有什麼要求
目前,許多機床製造商推出的用於大型鋁合金等輕合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速數控機床,若內將容它用於對諸如高強度鋼、不銹鋼、鈦合金和航空高溫合金等一類具有高強度與高硬度的難加工金屬材料實現HEM-HSM加工顯然不合適,盡管它也能切削加工這些硬合金材,但其切削效率卻是往往無法讓人接受。其主要原因在於:
(1)如前所述,加工鈦合金等硬合金材需要大切削力,或者說需要高轉矩主軸,而典型用於鋁合金等輕合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速數控機床主軸轉矩多數都小於100Nm,一般不超過200Nm,不具備高效率加工鈦合金等硬合金材的切削加工能力。
(2)如前所述,加工鈦合金等硬合金材通常僅允許使用較低切削速度,即僅能使用較低主軸轉速,而典型用於鋁合金等輕合金材的HEM-HSM切削加工的高效高速數控機床主軸轉速范圍和目前鈦合金材加工工藝要求不相適應。
因此,對用於鈦合金材HEM-HSM加工的數控加工機床結構、剛性、動態特性、主軸與坐標驅動、冷卻系統、刀具與刀具介面以及控制系統等許多關鍵數控部件的設計製造都提出了新要求。
㈡ 鈦合金的銑削參數
鈦合金結來構件中大源量應用銑削加工,如零件內外型面。
刀具應選擇具有高硬度、高抗彎強度和韌性、耐磨性好、熱硬性好、工藝性好、散熱性好的材料,主要為高速鋼W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4VCo5(M42)和硬質合金YG8、K3O、Y330。 刀具幾何參數應以保證刀具強度高、剛性好、鋒利為原則,細長比不能過大,並分粗、精加工兩種,加工時最好採用順銑。銑削刀具參數見表1,常規加工銑削用量見表2。 銑削時必須注入充足的水溶性油質切削液來降低刀具和工件的溫度,切削液流量應不小於5L/min ,以延長刀具的使用壽命。
在上述常規加工的基礎上,為進一步提高銑削加工效率,我們在強力銑加工中心機床上進行了高效銑削試驗,獲得了較理想的切削用量、刀具和切削液,銑削用量數據見表3。 通過高效銑削與常規對比可以看出,高效銑削加工比常規加工效率提高了2~4倍,零件表面質量也得到較大的提高,加工周期大大縮短,製造成本相應降低。
㈢ 鈦合金怎麼進行機械加工,用什麼刀具車加工鈦合金是最好的急,在線等!
主要看加工工件什麼情況,才能提供更好的刀具選擇,可以關注我
㈣ 鈦合金簡單加工需要什麼條件
1、鈦合金熔融鑄造的方法,你是不可能實現的。沒有真空鑄造設備的,都不能幹成專。
2、你設想的屬工藝路線完全不可行。
3、圖片上的東西,看不出尺寸,所以價格不好估算。但基本加工工藝路線應該是厚鈦板--線切割成型---鑽銑加工---磨床或手工砂輪打磨--手工樹脂輪拋光
㈤ 鈦合金常用哪些工件名稱
20世紀50~60年代,主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金,70年代開發出一批耐蝕鈦合金,80年代以來,耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展。耐熱鈦合金的使用溫度已從50年代的400℃提高到90年代的600~650℃。A2(Ti3Al)和r(TiAl)基合金的出現,使鈦在發動機的使用部位正由發動機的冷端(風扇和壓氣機)向發動機的熱端(渦輪)方向推進。結構鈦合金向高強、高塑、高強高韌、高模量和高損傷容限方向發展。
另外,20世紀70年代以來,還出現了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形狀記憶合金,並在工程上獲得日益廣泛的應用。
世界上已研製出的鈦合金有數百種,最著名的合金有20~30種,如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
據相關統計數據,2012年我國化工行業用鈦量達2.5萬噸,比2011年有所減少。這是自2009年以來,我國化工用鈦市場首次出現負增長。近些年來,化工行業一直是鈦加工材最大的用戶,其用量在鈦材總用量的佔比一直保持在50%以上,2011年佔比高達55%。但隨著經濟陷入低迷期,化工行業不但新建項目明顯減少,同時還將面臨產業結構調整,部分產品新建產能受到控制,落後產能也將逐步淘汰的境地。受此影響,其對鈦加工材用量的萎縮也變得順理成章。在此之前,便有業內人士預測化工行業用鈦量在2013~2015年間達到峰值。以當前市場表現看來,2012年整體經濟的疲軟有可能使得化工用鈦的衰退期提前。
原理
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:882℃以下為密排六方結構α鈦,882℃以上為體心立方的β鈦。
合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類:
①穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素,它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。
②穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素,又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等;後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。
③對相變溫度影響不大的元素為中性元素,有鋯、錫等。
氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15~0.2%和0.04~0.05%以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物,使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015%以下。氫在鈦中的溶解是可逆的,可以用真空退火除去。
性能
鈦是一種新型金屬,鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質含量有關,最純的碘化鈦雜質含量不超過0.1%,但其強度低、塑性高。99.5%工業純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/立方厘米,熔點為1725℃,導熱系數λ=15.24W/(m.K),抗拉強度σb=539MPa,伸長率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%,彈性模量E=1.078×105MPa,硬度HB195。
強度高
鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料,見表7-1,可制出單位強度高、剛性好、質輕的零部件。飛機的發動機構件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
熱強度高
使用溫度比鋁合金高幾網路,在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450~500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內仍有很高的比強度,而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃,鋁合金則在200℃以下。
抗蝕性好
鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作,其抗蝕性遠優於不銹鋼;對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強;對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。
低溫性能好
鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學性能。低溫性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結構材料。
化學活性大
鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應。含碳量大於0.2%時,會在鈦合金中形成硬質TiC;溫度較高時,與N作用也會形成TiN硬質表層;在600℃以上時,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升,也會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達0.1~0.15 mm,硬化程度為20%~30%。鈦的化學親和性也大,易與摩擦表面產生粘附現象。
鈦合金製品
導熱彈性小
鈦的導熱系數λ=15.24W/(m.K)約為鎳的1/4,鐵的1/5,鋁的1/14,而各種鈦合金的導熱系數比鈦的導熱系數約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形,不宜製作細長桿和薄壁件,切削時加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的2~3倍,造成刀具後刀面的劇烈摩擦、粘附、粘結磨損。
分類
鈦是同素異構體,熔點為1668℃,在低於882℃時呈密排六方晶格結構,稱為α鈦;在882℃以上呈體心立方晶格結構,稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點,添加適當的合金元素,使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(titanium alloys)。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合金,(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。
共2張
STAN鈦製品
α鈦合金
它是α相固溶體組成的單相合
㈥ 鈦合金加工都有什麼需要注意的事項
鈦合金具有質量輕、比強度高、耐腐蝕性好等優點,故被廣泛應用在汽車工業中,應用鈦合金最多的是汽車發動機系統。利用鈦合金製造發動機零件有很多好處。但鈦合金的工藝性能差、抗磨性能低,致使切削加工困難、生產工藝復雜,在加工過程中非常容易吸收氫氧氮碳等雜質影響工件質量。鈦合金的硬度只是難於切削加工的一個方面,關鍵在於鈦合金本身化學、物理、力學性能間的綜合對其切削加工性的影響。下面簡單介紹下鈦合金加工需要注意哪些問題:
一、鈦合金切削加工的特點
(1)變形系數小:這是鈦合金切削加工的顯著特點,變形系數小於或接近於1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。
(2)切削溫度高:由於鈦合金的導熱系數很小,切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削區和切削刃附近的較小范圍內,切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削不銹鋼時高出一倍以上。
(3)單位面積上的切削力大:由於切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同時,由於鈦合金的彈性模量小,加工時在徑向力作用下容易產生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損並影響零件的精度。因此,要求工藝系統應具有較好的剛性。
(4)冷硬現象嚴重:由於鈦的化學活性大,在高的切削溫度下,很容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。冷硬現象不僅會降低零件的疲勞強度,而且能加劇刀具磨損,是切削鈦合金時的一個很重要特點。
(5)刀具易磨損:毛坯經過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工後,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外,由於鈦合金對刀具材料的化學親和性強,在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下,刀具很容易產生粘結磨損。車削鈦合金時,有時前刀面的磨損甚至比後刀面更為嚴重。
(6)鈦合金材料的導熱系數低:切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削變形區和切削刃附近的較小范圍內,加工時切削刃刃口處會產生極高的切削溫度,將大大縮短刀具壽命。對於鈦合金切削加工來說,在刀具強度和機床功率允許的條件下,切削溫度的高低是影響刀具壽命的關鍵因素,而並非切削力的大小。
二、在切削鈦合金的過程中的注意事項:
(1)由於鈦合金的彈性模量小,工件在加工中的夾緊變形和受力變形大,會降低工件的加工精度;工件安裝時夾緊力不宜過大,必要時可增加輔助支承。
(2)如果使用含氫的切削油,切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣,被鈦吸收引起氫脆;也可能引起鈦合金高溫應力腐蝕開裂。
(3)切削油中的氯化物使用時還可能分解或揮發有毒氣體,使用時宜採取安全防護措施,切削後應及時用不含氯的清洗劑徹底清洗零件,清除含氯殘留物。
(4)禁止使用鉛或鋅基合金製作的工、夾具與鈦合金接觸,銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用。
(5)與鈦合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔凈;經清洗過的鈦合金零件,要防止油脂或指印污染,否則以後可能造成鹽(氯化鈉)的應力腐蝕。
(6)一般情況下切削加工鈦合金時沒有發火危險,只有在微量切削時,切下的細小切屑才有發火燃燒現象。為了避免火災,除大量澆注切削油進行冷卻之外,還應防止切屑在機床上堆積,刀具用鈍後立即進行更換,或降低切削速度,加大進給量以加大切屑厚度。
以上就是鈦合金切削工藝的注意事項,制定嚴謹的工藝流程操作方案有利於提高生產效率,降低企業的綜合生產成本。
㈦ 鈦合金材料加工方法
(1)
採用抄正角型幾何形狀的刀片,以減少切削力、切削熱和工件的變形。
(2)
保持恆定的進給以避免工件的硬化,在切削過程中刀具要始終處於進給狀態,銑削時徑向吃刀量a
e應為半徑的30%。
(3)
採用高壓大流量切削液,以保證加工過程的熱穩定性,防止因溫度過高導致工件表面變性和刀具損壞。
(4)
保持刀片刃口鋒利,鈍的刀具是熱集結和磨損的原因,容易導致刀具失效。
(5)
盡可能在鈦合金最軟的狀態加工,因為淬硬後材料變得更難加工,熱處理提高了材料的強度並增加刀片的磨損。
(6)
使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量,防止局部破損。
在銑削鈦合金時,各切削參數中切削速度對刀具壽命vc的影響最大,徑向吃刀量(銑削深度)ae次之。
㈧ 鈦合金零件加工進行中應該注意什麼
最基本的影響車削和銑削加工的鈦合金特性有以下幾個密度小、硬度小、熱傳導版系數低、高溫下權化學活性較高。針對這幾點應注意以下;
熱傳導系數低,也就是不傳熱。加工時熱量在工件局部表面堆積,很容易使刀具溫度過高造成「燒刀」,則要求刀具質量好,而且切削線速度要低(低轉速,低進給)。刀具最好是鈦合金專用刀具,如果沒有也可以用硬質合金刀具,硬度越高越好,建議55度以上。因為刀具硬度越高質地越緊密,傳熱效果越好,而且盡量不要用塗層刀具,鈦合金材料會和塗層里的鈦發生「親和」反應,造成「粘刀」。
粗加工時,餘量留得越少越好。鈦合金密度低,硬度低,材料很棉,容易「讓刀」。粗加工時只會發生「切削不到位」的情況,而不會發生「過切」。為了避免「讓刀」尺寸不到位,而反復加工,餘量盡量少留,以提高加工效率。
加工時做好冷卻措施,萬不可干切。小微量切削的精加工時更要注意。顆粒度很小的鈦合金碎屑,在二百多度左右會「燃燒」。
有條件的大型工廠,通常用「液氮」作加工冷卻(零下一百七十多度的液氮通過熱交換機,變成零下五十度的氣體,直接噴在刀具和工件接觸區域)。以此提高加工效率。