钛合金零件的车削加工

钛合金具有的特殊性能使其应用领域越来越广泛。很高的强度/重量比、极好的韧性和卓越的抗腐蚀性能使钛合金可用于制作医用人体植入件、高尔夫球杆头以及军用装甲等。但是，钛合金零件的车削加工却非常困难，令机械工艺师们望而生畏，他们认为，钛合金的超级性能大大削弱了其可加工的“能力”,使其切削加工极具挑战性。这种看法虽有道理，但并不全面。本文探讨了钛合金的车削加工策略，对机械工艺师们加工这种用途广泛（如赛车零件、水下呼吸装置等）的难加工材料以及应用新的切削技术将有所帮助。钛合金生产商--RTI国际金属公司的高级项目专家BillHeadland指出，虽然许多加工车间将钛合金加工视为畏途，但实际上钛合金包括的品种范围很广，你必须了解你所加工的是哪一种。钛合金的牌号很多，有些牌号加工难度极大，而另一些牌号却并非如此。商用纯钛（CP牌号）是一种非合金材料，通常用于制造医用零件、热交换器和眼镜框架等。CP牌号具有卓越的抗腐蚀性，且相对而言较易加工。但与其它钛合金相比，其强度很低，且又粘又软。在纯钛中加入合金后，改变了其晶相（晶体结构），也改变了材料的特性和机械加工性。α钛合金和准α钛合金中包含了如镍、铝、钒等添加成份。这些中间牌号钛合金的可切削性相当不错。α-β钛合金牌号可能包含有更多的铝和钒。工业用主流钛合金Ti6Al4V就是一种α-β钛合金牌号，其中包含了约6%的铝和4%的钒。Ti6Al4V及其变种大约占到目前所用钛合金的50%-70%.添加了铁、铬等成分的β牌号钛合金是最难以加工的牌号之一。由于具有高的断裂韧性和优异的抗高周期疲劳性能，β牌号的机械加工性与Hastelloy镍基合金及类似材料相近，其典型的应用实例是制造轻型弹簧，用于触发水下发射战术的可折叠尾翼。各种钛合金呈现出各不相同的切削性能。有人认为，加工一个Ti6Al4V工件所需的时间通常是加工一个钢件的三倍；而有人说，加工一个Ti5553难加工β牌号工件所需的时间则是加工一个Ti6Al4V工件的两倍。