一、钛合金铣刀的应用场景广泛
钛合金具有良好的强度、高温稳定性和耐腐蚀性等优良特性,在核工业、航空航天、潜艇工业和化工等行业得到了越来越广泛的应用,并且在汽车、火车、磁浮列车、钛自行车和高楼外墙装饰等民用领域的应用前景十分广阔。
小型零部件钛合金材料应用也越来越广泛,比如消费电子3C行业,手机里面的金属配件,钛合金正在大量替代不锈钢316L的材料;在医疗器械行业,植入类骨科医疗器械大量使用钛合金TC4材料。
二、钛合金材料的可切削性能分析
钛合金TC4的切削性能,钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V,属于(a+β)型钛合金,是难加工材料之一,其加工性仅为45钢的20% ~ 40%。其主要切削性能具体如下:
切屑与前刀面接触面积小,刀尖应力大:与45钢相比,钛合金的切削力虽然只有其2/3~ 3/4,可是钛合金切屑与前刀面的接触面积却更小,只有45钢的1/2~ 2/3,所以刀具切削刃承受的应力反而更大,是45钢的1.3~ 1.5倍,刀尖或切削刃容易磨损甚至损伤。
热传导率低:钛合金的导热系数分别是铁和铝的1/4和1/16,刀具与切屑的接触长度短,使得切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发,容易造成刀具磨损加快。
化学活性高:钛合金高温时化学活性很高,能与空气中的氢、氧和水蒸气等成分起化学反应,容易在钛合金表面生成硬化层,其结果降低了工件塑性,且使切屑与前刀面的接触长度减少,进一步加速了刀具磨损。
摩擦系数大:在相同条件下,钛合金材料与普通碳钢相比其摩擦系数大,切屑流经前刀面时所作的摩擦功大,导致摩擦界面温度更高,刀具易于磨损。
弹性模量小:钛的弹性模量为1078MPa,约为钢的1/2。由于钛合金弹性模量小、屈强比大,使得工件的已加工表面在切削过程中极易产生回弹,容易造成刀具的后刀面磨损加剧和工件变形。