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钛合金零件钻孔、攻丝加工难度大

钛合金的优点是重量轻、强度高、耐热性较好和抗腐蚀性极好;但同时它又是难加工材料,该材料的摩擦系数大、导热性差、热量不易散失,加工时容易使零件表面产生烧伤现象,特别是在钳工钻孔、攻丝时由于零件的加工方式所限,加工难度更大。该文以壳体为例来说明钛合金零件钻孔、攻丝的问题。

钛合金的物理性能特点。钛合金具有比重小,比强度与热强度高,热稳定性和抗腐蚀性好等优点,可以显著地减轻产品重量,提高推重比和结构的抗热能力和可靠性.所以在航空、航天、石油、化工、造船等部门得到广泛应用。钛合金性能特点主要表现在:(1)导热、导温系数小,切削温度高。钛合金的导热系数平均是工业纯钛的一半,导温系数分别为铁和铝的l,4和1/16,因此在相同的切削条件下,钛合金的切削温度比45钢高l倍以上。(2)切削变形系数小,单位面积上的切削力大。钛合金的切削变形系数小于1或接近l,钛合金切屑被主切削刃切离后,立即向上翻卷,使切屑与刀具前刀面接触减少,刀具单位面积上所承受的压力要比―般钢材大得多。(3)化学活性大。钛合金在300忙以上高温下极易与刀具材料“亲和”,产生严重的粘刀现象。

钛合金难加工的原因在于钛合金本身的力学、化学、物理性能间的综合作用。由于钛合金导热系数低,因而散热慢,不利于热平衡,特别是在钻削加工过程中,散热和冷却效果很差,在切削区形成高温,加工后回弹大,故当钻头刀尖接触工件时,刀尖与工件接触面积增大,使刀尖受轴向力增大,刀尖易造成磨损及破损。钻头进入工件后由于钛合金的径向弹性收紧及导热性能差,使钻头受较大径向及轴向力,普通钻头易出现加工困难、磨损加剧的现象。钛合金化学活性高,在高温高压下加工,与刀具材料起反应,形成溶敷、扩散而成合金,造成粘刀具,切屑不易排除,往往产生钻头被咬住、扭断钻头等现象。

钛合金材料上进行内螺纹攻丝.是钛合金切削加工中最困难的工序,尤其对于小孔螺纹的加工更加困难.而且离不开丝锥攻制。其主要原因是由于钛合金导热系数低,在攻丝加工过程中,切削温度高、切屑有粘刀现象不易排除、切削液不易到达切削区等;加工表面容易产生应力集中.并形成硬脆层,被加工螺纹表面质质量较差。另外,钛合金加工后回弹大,孔壁挤压丝锥,甚至将牙型面包住,丝锥不能转动,丝锥容易折断。

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