引言
钛合金是20世纪50年代研发 来的，并逐渐广泛心用于航窄、航天、军事、医疗等领域，其在强度、韧性、耐热性、焊接性、耐蚀性和生物相容性方面具有优良性能。但是，这种材料切削加工性非常差，钛合金的切削加工变形过程 普通金属材料(锅合金、钢材)存在很大的区别，切削加] 过程中，切削区域的条件非常差，存在的应力、高温和振动导致刀具失效严重、工件尺寸误差大和表面质量差，从而导致切削效率低、零件成品率低、生产成本高j随着刀具技术和切削技术的发展，钛合金的加工性正在逐渐改善。
1 、典型钛合金材料特性
钛合金可以分为铸造钛合金和变形钛合金两类，变形钛合金在丁、 中应用最广泛。Ti一6Al—4V合金是由美在1954年研制的，在钛合金中的使用量最大，很多其他牌号的钛合金都是在其基础七研制。目前钛合金已有数百种，比较著名的有几十利-，如Ti一6AI一4V、Ti一2A1—2，5Zr、 Ti—Mo—Ni、BT20等 。钛合金材料具有的特性为：
1)强度以及高温强度高。钛合金能在高温条件下保证下作强度，在400℃左右，其强度是铝合金的l0倍左右。
2)化学活性高。 氧、二氧化碳、水蒸气等会产生化学反应 与元素C会形成高硬度TiC，在温度较高情况下。会 元素N发生反应，产生TiN。
3)耐蚀性好 在海水及潮湿环境中，钛合金耐蚀性能优于不锈钢，并且对碱性有机物品和酸性液体等也具有很好的而寸腐蚀性能，但是，对还原性介质的耐蚀性差。
4)导热系数小。钛的导热系数约为Fe的1／5，A1的1／l4，然而，钛合金的导热系数一般为钛的50％。
5)弹性模量小 钛的弹性模量约为钢材的一半，为107800 MPa。
2 、钛合金切削加工性分析
1）切削温度高。钛合金的强度高和导热系数小，导致切削过稚中切削区域存在大量切削热，刀具切削区域温度很高，加快刀具磨损。
2）切削力大。钛合金切屑变形系数小，流动速度高，单位的切削力大
3）零件尺寸精度和表面质量差。钛合金弹性模量小，切削过程中。工件容易变形，已加 l-，表面会产生回弹和塑性变形，表面加丁硬化现象严重，尺寸精度和表而质量很难保证。
4）刀具黏结和扩散磨损严重。钛合金化学活性较高，与刀具材料容易发生反应，导致材料问的黏结和扩散，加快刀具磨损。
3、钛合金切削冷却方式
1)干式切削。干式切削避免了切削液的污染，并降低了切削成本，可以实现高效、安全和清洁的加工。但是，对刀具的抗高温和耐磨性能提出更高的要求。
2)应用冷却液。冷却液包括水或碱性水溶液、非水溶性油质溶液和水基可溶性油质溶液 采用冷却液可以改善切削区域温度条件，减少刀具磨损，提高加工：零件尺寸精度和加T表面质量。根据冷却液喷射的压力，也可分为常规压力冷却、低压冷却和高压冷却，其中高压冷却技术对冷却液设备要求较高，应用高 冷却机床成本高。
3)低温冷却。采用低温冷却介质如液态氮、二氧化碳或者冷风等喷射到切削区域，使切削区域产生局部的低温，从而提高。 件切削加工性，并延长刀具寿命、改善零件加工表面质量。在车削Ti一6A1—4V合金时使用液氮冷却可以提高3倍刀具寿命。 低温冷却一般为绿色冷却，冷却介质不会造成污染。
4、切削刀具
钛合金切削过程中所用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷、PCBN以及金刚百：但是，随荇切削技术和具技术的发展，高速钢刀具在钛合金切削加工中一般应用于多刃刀具、成形刀具等复杂刀具，超细晶粒硬质合金、涂层硬质合金以及超硬刀具的应用越来越多。
1)硬质合金刀具。由于YT类硬质合金在高温条件下容易与钛合金亲和，并形成元素扩散和化学反心，加速刀具磨损。而YG类硬质合金与钛合金亲手¨力小、导热性好，更适合切削钛合金。超细品粒硬质合金刀具具有更高的硬度和耐高温性能，逐渐被应用到钛合金加工中，可以保证较长的刀具寿命，涂层硬质合金刀具在超硬和耐高温涂层的保护下，也具有较好的切削效果。但是，在钛合金切削过程中，硬质合金刀具的磨料磨损、黏结磨损、扩散和氧化磨损依然严重，主要是由于钛合金的高温强度高、黏性大，工件材料的存在硬质化合物形成的硬质点，导致刀具磨损非常快。而且，化学反应和涂层与基体的热膨胀系数的不同，导致涂层剥落是涂层刀具的主要失效形式之一。
2)陶瓷刀具。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性、耐热性和化学稳定性，适合部分型号的钛合金材料的切削。
在切削钛合金过程中，主要的磨损形式为前刀面的月牙洼磨损、后刀面的沟槽磨损和刀尖断裂。磨损机理主要是黏结磨损和氧化磨损 。
3)PCBN刀具。PCBN刀具的硬度仅次于金刚石刀具，具有更高的耐磨性、热稳定性和化学稳定性，而且摩擦因数低，应用PCBN刀具可以实现钛合金的高速切削，获得较好的切削表面质量。PCBN刀具的抗黏结性能很好，减少了出现在其他刀具上的黏结密损等，主要的失效形式为机械磨损、化学磨损和蹦刃等 。
4)金刚石刀具。金刚石刀具在刀具材料中硬度最高、刀具刃口非常锋利、传热效率高、能保证很长的刀具使用寿命，比较适合用于钛合金的精加工。
5、结语
随着切削技术及刀具技术的发展，钛合金材料的切削加工性正在逐渐被改善，尤其是超硬刀具材料和绿色高效的切削冷却技术的应用，提高了加工过程中刀具的使用寿命和加工表面质量，例如，利用PCBN刀具在高压冷却条件下进行钛合金零件的切削加工，可以取得非常好的切削效果。
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