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钛合金切削加工的普遍原则

根据钛合金的性质和切削过程中的特点，加工时应考虑以下几个方面：

尽可能使用硬质合金刀具，如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的较细晶粒硬质合金，成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。

采用较小的前角和较大的后角以增加切屑与前刀面的接触长度，减小工件与后刀面的摩擦，刀尖采用圆弧过渡刃以增加强度，阻止尖角烧损和崩刃。

要保持刀刃锋利，以保持排屑流畅，以防粘屑崩刃。

切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有益于增加刀具的耐使用度。

加工时须加冷却液较好的冷却。切削钛合金时刀的吃抗力较大，故工艺系统需保有较好的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，在某些精加工工序时，还可使用一些帮助支承。

以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾点和解决问题的侧重方向。

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钛合金铣削比车削困难，因为铣削是断续切削，并且切屑易与刀刃发生粘结，当粘屑的刀齿再次切入工件时，粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料，形成崩刃，较好地减小了刀具的耐使用度。因此对钛合金铣削采取了3点措施：

铣削方式：一般采用顺铣。

材料：高速钢M42。

从工件装夹及设备方面增加了工艺系统的刚性。

这里需要指出的是：一般合金钢的加工均不采用顺铣，因机床丝杠、螺母间隙的影响，顺铣时，铣刀作用在工件上，在进给方向上的分力与进给方向相同，易使工件台产生间隙性窜动，造成打刀。对顺铣而言，刀齿一开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚，在开始切入时刀具易与工件发生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃，就钛合金而言，后一矛盾显得很鲜明。

此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点：

（1）相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应增加。

（2）铣削速度宜低。

（3）尽量采用尖齿铣刀，不建议使用铲齿铣刀。

（4）刀尖应圆滑转接。

（5）大量使用切削液。

为拉升生产效率，可适当增加铣削深与宽，铣削深一般粗加工为1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。

钛合金常用的热处理方法有退火、固溶和时效处理。退火是去掉内应力，增加塑性和结构稳定性，从而获得较好的综合性能。一般情况下，α合金和（α+β）合金的退火温度在（α+β）－→β相转变点以下120～200℃；固溶时效处理是在高温区较快冷却得到马氏体α′相和亚稳β相，然后在中温区分解这些亚稳相，得到细小分散的α相或化合物等第二相粒子，从而强化合金。（α+β）合金的淬火一般在（α+β）-β相变点以下40-100℃进行，亚稳β合金的淬火一般在（α+β）-β相变点以上40-80℃进行。时效处理温度一般为450-550℃。

综上所述，钛合金的热处理工艺可概括如下：

（1） 去掉应力退火：目的是去掉或减少加工过程中产生的残余应力。阻止化学腐蚀，减少腐蚀环境中的变形。

（2） 全退火：目的是获得良好的韧性，增加加工性能，便于再加工，增加尺寸和结构的稳定性。

（3） 固溶处理和时效：为了增加个价其强度，α-钛合金和稳定的β-钛合金不能通过热处理强化，只能在生产中进行退火。通过固溶处理和时效处理，可以进一步强化α+β钛合金和少量α相的亚稳β钛合金。

此外，为了符合工件的要求，工业上还采用了双退火、等温退火、β热处理、变形热处理等金属热处理工艺。

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