為什么我們(men)認為鈦合金是一種難加工(gong)(gong)材(cai)料？由于對其加工(gong)(gong)機理和(he)現象缺(que)少深入(ru)的認識。
1．鈦加工的物理現象
鈦(tai)合(he)金加(jia)工(gong)時的切削力只是(shi)略高于同等硬度的鋼，但是(shi)加(jia)工(gong)鈦(tai)合(he)金的物理現象比加(jia)工(gong)鋼要(yao)復雜得多，從而使鈦(tai)合(he)金加(jia)工(gong)面臨巨大的困難。
大多(duo)數的鈦合(he)金的熱(re)導率很低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在(zai)切削(xue)鈦合(he)金進程(cheng)中(zhong)產(chan)生的熱(re)量不(bu)會迅(xun)速傳遞給工(gong)件(jian)或被切屑帶走，而(er)集聚在(zai)切削(xue)區域(yu)，所產(chan)生的溫(wen)度可高達1 000℃以上，使(shi)刀具的刃(ren)口迅(xun)速磨損(sun)、崩(beng)裂(lie)和生成積屑瘤，快速出(chu)現磨損(sun)的刀刃(ren)，又(you)使(shi)切削(xue)區域(yu)產(chan)生更多(duo)的熱(re)量，進一步縮(suo)短刀具的壽命。
切(qie)削進程(cheng)中產生的高(gao)溫同時破壞了(le)鈦合金(jin)零件的表面完整性(xing)，導致零件幾(ji)許(xu)精度下降和出現嚴峻減少其疲(pi)勞強(qiang)度的加(jia)工硬化現象。
鈦(tai)合(he)金的(de)(de)彈(dan)性對零(ling)件(jian)(jian)性能來說可能是有益(yi)的(de)(de)，但是在切削進程中，工(gong)件(jian)(jian)的(de)(de)彈(dan)性變形(xing)是產生振動的(de)(de)重要原(yuan)因(yin)。切削壓力使“彈(dan)性”的(de)(de)工(gong)件(jian)(jian)離(li)開刀具和反彈(dan)，從而(er)使刀具與工(gong)件(jian)(jian)之間(jian)摩擦(ca)現象大于切削作(zuo)用。摩擦(ca)進程也會產生熱，加重了鈦(tai)合(he)金導熱性不(bu)良(liang)問題。
加(jia)(jia)工薄壁或環(huan)形(xing)等易變(bian)形(xing)零(ling)件時，這個問題(ti)就(jiu)更加(jia)(jia)嚴峻(jun)，將鈦(tai)合金薄壁零(ling)件加(jia)(jia)工到(dao)預期的(de)(de)尺寸精度不(bu)是一(yi)件容易的(de)(de)事(shi)。由于隨(sui)著工件資(zi)料被刀具(ju)推開時，薄壁的(de)(de)局部變(bian)形(xing)已經超(chao)出彈性范圍而產生塑性變(bian)形(xing)，切(qie)削點的(de)(de)資(zi)料強度和硬度明(ming)顯(xian)添加(jia)(jia)。此刻，按照原先確(que)定的(de)(de)切(qie)削速度加(jia)(jia)工就(jiu)變(bian)得(de)過高，進一(yi)步導致刀具(ju)急劇磨損。
“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍首”！
2. 加工鈦合金的工藝訣竅
在(zai)理(li)解(jie)鈦合金加工(gong)機(ji)理(li)的(de)基礎上，加上以往的(de)經驗，加工(gong)鈦合金的(de)主(zhu)要工(gong)藝(yi)訣竅如下：
(1) 采用正(zheng)角型幾許形狀(zhuang)的(de)刀片，以減少切削力、切削熱和工件(jian)的(de)變形。
(2) 堅持恒定的(de)進給(gei)以避免(mian)工件(jian)的(de)硬化，在切削進程中刀具要(yao)始(shi)終處于進給(gei)狀(zhuang)態，銑(xian)削時徑(jing)向吃刀量a e應為半徑(jing)的(de)30%。
(3) 采用高壓大流量切削液，以保證加工進程的熱穩定性，防止因溫度過高導致工件表面變性和刀具損壞。
(4) 堅持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結和磨損的原因，容易導致刀具失效。
(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態加工，由于淬硬后資料變得更難加工，熱處理提高了資料的強度并添加刀片的磨損。
(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量，防止局部破損。在銑削鈦合金時，各切削參數中切削速度對刀具壽命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之。
3. 從刀片入手處理鈦加工難題
鈦合(he)金加工時(shi)出(chu)現的(de)(de)刀(dao)片(pian)溝(gou)槽(cao)磨損是后面和前(qian)(qian)面在(zai)(zai)沿(yan)切削深度(du)方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)(de)局部磨損，它往往是由于前(qian)(qian)期加工留下的(de)(de)硬(ying)化層所形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)。刀(dao)具與工件資料(liao)在(zai)(zai)加工溫度(du)超過(guo)800℃的(de)(de)化學反應和擴散，也是形(xing)(xing)(xing)成溝(gou)槽(cao)磨損的(de)(de)原因(yin)之一。由于在(zai)(zai)加工進程中(zhong)，工件的(de)(de)鈦分(fen)子在(zai)(zai)刀(dao)片(pian)的(de)(de)前(qian)(qian)面積聚，在(zai)(zai)高壓高溫下“焊(han)接”到刀(dao)刃(ren)上(shang)，形(xing)(xing)(xing)成積屑瘤。當積屑瘤從(cong)刀(dao)刃(ren)上(shang)剝離時(shi)，將刀(dao)片(pian)的(de)(de)硬(ying)質合(he)金涂(tu)層帶走，因(yin)此(ci)，鈦合(he)金加工需要特殊的(de)(de)刀(dao)片(pian)資料(liao)和幾許(xu)形(xing)(xing)(xing)狀。
4. 適合鈦加工的刀具結構
鈦(tai)(tai)合(he)金加工(gong)的焦點是(shi)熱，很多(duo)高(gao)壓(ya)切(qie)削(xue)液要及時(shi)準確地噴射到切(qie)削(xue)刃上(shang)，才能夠快速(su)地將(jiang)熱量移除。市場上(shang)有專門用(yong)于鈦(tai)(tai)合(he)金加工(gong)的銑刀(dao)獨特結構。