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      鈦及鈦合金加工件的材料特性及加工性能

      2020-09-14 09:35:08

      一、鈦及鈦合金異形件的特性
      鈦及鈦合金具有許多優良特性,主要體現在如下幾個方面:
      1.強度高。鈦合金具有很高的強度,其抗拉強度為686—1176MPa,而密度僅為鋼的60%左右,所以比強度很高。
      2.硬度較高。鈦合金(退火態)的硬度HRC為32—38。
      3.彈性模量低。鈦合金(退火態)的彈性模量為1.078×10-1.176×10MPa,約為鋼和不銹鋼的一半。
      4.高溫文低溫功能優良。在高溫下,鈦合金仍能堅持杰出的機械功能,其耐熱性遠高于鋁合金,且工作溫度規模較寬,現在新式耐熱鈦合金的工作溫度可達550—600℃;在低溫下,鈦合金異形的強度反而比在常溫時添加,且具有杰出的耐性,低溫鈦合金在-253℃時還能堅持杰出的耐性。
      5.鈦的抗腐蝕性強。鈦在550℃以下的空氣中,外表會敏捷構成薄而細密的氧化鈦膜,故在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質及強堿中,其耐蝕性優于大多數不銹鋼。

      鈦合金異型件

      二、鈦及鈦合金的加工功能
             1.切削加工功能
             鈦合金強度高、硬度大,所以要求加工設備功率大,模具、刀具應有較高的強度和硬度。切削加工時,切屑與前刀面觸摸面積小,刀尖應力大。與45鋼相比,鈦合金的切削力雖然只有其2/3—3/4,可是切屑與前刀面的觸摸面積卻更小(只有45鋼的1/2—2/3),所以刀具切削刃接受的應力反而更大,刀尖或切削刃簡單磨損;鈦合金沖突因數大,而熱導率低(分別僅為鐵和鋁的1/4和1/16);刀具與切屑的觸摸長度短,切削熱積聚于切削刃附近的小面積內而不易散發,這些因素使得鈦合金的切削溫度很高,造成刀具磨損加快并影響加工質量。因為鈦合金彈性模量低,切削加工時工件回彈大,簡單造成刀具后刀面磨損的加重和工件變形;鈦合金高溫時化學活性很高,簡單與空氣中的氫、氧等氣體雜質發生化學反應,生成硬化層,一起進一步加重了刀具的磨損;鈦合金切削加工中,工件資料極易與刀具外表粘結,加上很高的切削溫度,所以刀具易于發生擴散磨損和粘結磨損。
      2.磨削加工功能
             鈦合金化學性質生動、在高溫下易與磨料親和并粘附,阻塞砂輪,導致砂輪磨損加重,磨削功能降低,磨削精度不易確保。砂輪磨損一起也增大了砂輪與工件之間的觸摸面積,致使散熱條件惡化,磨削區溫度急劇升高,在磨削外表層構成較大的熱應力,造成工件的部分燒傷,發生磨削裂紋。鈦合金強度高、耐性大,使磨削時磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應添加。鈦合金熱導率低、比熱小、磨削時熱傳導慢,致使熱量積聚在磨削弧區,造成磨削區溫度急劇升高。

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