鈦合金CNC加工為什麼很難?

鈦合金構件的比強度在金屬結構材料中是很高的. 其強度相當於鋼鐵, 但它的重量僅為 57% 鋼製的. 另外, 鈦合金具有比重小的特點, 高熱強度, 良好的熱穩定性和耐腐蝕性, 但鈦合金材料很難切削, 轉動, 和磨坊, 且處理效率低. 所以, 如何克服鈦合金數控加工難度高、效率低一直是亟待解決的問題.

鈦零件加工特點

鈦合金加工困難的原因
鈦合金導熱係數小, 所以加工鈦合金時切削溫度很高. 同等條件下, 加工TC4的切削溫度是一般加工的2倍以上 45# 鋼, 且加工過程中產生的熱量很難透過工件散發出去;
鈦合金的比熱小, 且加工過程中局部溫度上升很快. 所以, 工具溫度非常高, 工具尖端磨損嚴重, 且使用壽命減少.

鈦合金的彈性模量較低，使得加工表面容易產生回彈, 特別是薄壁零件的加工回彈. 刀具表面與已加工零件表面容易產生強烈摩擦, 從而磨損刀具並崩刃.

鈦合金化學活性強，易與氧反應, 高溫下的氫氣和氮氣, 增加強度並降低塑性. 加熱和鍛造過程中形成的富氧層使加工變得困難.

加工鈦醫療部件

鈦合金材料切削原理
機械加工過程中, 所選刀具材料, 切削條件和切削時間都會影響鈦合金切削的效率和經濟性.
1. 選擇合理的刀具材料
從屬性來看, 加工方法, 鈦合金材料及加工技術條件, 合理選擇刀具材料. 刀具材質應較常用, 較低的價格, 耐磨性好, 高熱硬度, 和足夠的韌性.

2. 改善切削條件
工具機-夾具-刀具系統剛性較好. 工具機各部位間隙要調整好, 主軸徑向跳動要小. 夾具的夾緊工作必須足夠牢固和剛性. 保持刀具的切削部分盡可能短. 在晶片容量充足的情況下, 盡量增加切割刃的厚度以增加刀具的強度和剛性.

3. 對加工材料進行適當的熱處理
透過熱處理改變鈦合金材料的性能和金相組織，達到提高材料切削加工性的目的.

4. 選擇合理的切削量
切削速度宜低. 因為切削速度對切削刃溫度影響很大, 切削速度越高, 切削刃溫度急劇升高. 切削刃的溫度直接影響刀具的壽命, 所以選擇適合的切削速度.