钛及钛合金的磨削工艺研究

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钛合金特性及加工办法

钛合金特性及加工办法

精心整理钛合金特性及加工方法钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料,但由于其切削加工性差,长期以来在很大程度上制约了它的应用。

随着加工工艺技术的发展,近年来,钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。

我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11%。

本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。

1钛合金的切削加工性及普遍原则钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相,分别以TA ,TB ,TC 表示其牌号和类型。

我公司某新型发动600 损严重。

要保持刀刃锋利,以保证排屑流畅,避免粘屑崩刃。

切削速度宜低,以免切削温度过高;进给量适中,过大易烧刀,过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快;切削深度可较大,使刀尖在硬化层以下工作,有利于提高刀具耐用度。

加工时须加冷却液充分冷却。

切削钛合金时吃刀抗力较大,故工艺系统需保证有足够的刚度。

由于钛合金易变形,所以切削夹紧力不能大,特别是在某些精加工工序时,必要时可使用一定的辅助支承。

以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则,事实上,用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。

2钛合金切削加工的工艺措施车削钛合金车削易获得较好的表面粗糙度,加工硬化不严重,但切削温度高,刀具磨损快。

针对这些特点,主要在刀具、切削参数方面采取以下措施:刀具材料:根据工厂现有条件选用YG6,YG8,YG10HT。

刀具几何参数:合适的刀具前后角、刀尖磨圆。

较低的切削速度。

适中的进给量。

较深的切削深度。

选用的具体参数见表1。

表1车削钛合金参数表工序车刀前角go°°mmm/minmmmm/r粗车56精车56铣削了3此外,为使钛合金顺利铣削,还应注意以下几点:相对于通用标准铣刀,前角应减小,后角应加大。

B型钛合金细长轴套的加工工艺分析

B型钛合金细长轴套的加工工艺分析

基金项 目: 西省教育厅 基金资助项 目( 6 0 ) 陕 0 G 4 作者简介 : 王彩霞 (9 4 ) , 16 一 女 河南温县人 , 副教授 , 硕士 , 主要研究方 向 : 机械制造 、 A /AM。 C DC
E u p n Ma t a t n e h o o y No7, 0 0 q ime t nf cr g T c n lg . 2 1 i
() 1 细长轴套的车削变形。该细长轴 套在车削过程中 , 由 于其刚性差 , 在切削力和切 削热 的作 用下 , 轴套 很容易产生弯
曲变形 , 这样 就破坏 了刀具 和零件相对运 动的准确性 ,  ̄- 使; r n
出来的轴套 产生 中间粗 、 两头细 的形状 , 严重影 响零 件的加工
精 度。同时轴套产生弯 曲变形 后 , 会引起 工艺系统振 动 , 还 使
低 , 是钢的 1 , 的 11 , 的 1 5 因切 削区散热慢 , 仅 / 铝 4 /3 铜 / ; 2 在切 削加工过程 中易粘 刀等。下面就细长轴套钛 合金零件 的加工 工艺 , 做些有益 的探讨 。
该零件类 型为细长轴 , 长径 比达 3 :, 51 特别是 中间有 一段 长为 8 . m 的平面 , 82 m 6 深度 接近零件 截面 中心 , 破坏 了零 件 的结构 , 造成零 件更易变形 , 引起尺寸精度及形位误差 。
要 求 , 且效 率低 。 而
著下降 , 扩散和化 学反应 的结 果 , 使工件被磨 表面烧伤 , 导致
零件疲劳强度降低。
() 3 钛合金粘屑和崩刃问题 。 钛合金铣削比车削困难 , 因
为铣 削是 断 续 切 削 , 且 切 屑 易 与 刀 刃 发 生 粘 结 , 并 当粘 屑 的刀 齿再 次切 人 工 件时 , 屑 被 碰 掉 并 带 走 一 小 块 刀 具 材 料 , 成 粘 形

钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹

钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹

钛合金的磨削烧伤和磨削裂纹摘要:文章主要是分析了树脂结合剂和陶瓷结合剂刚玉砂轮以及绿色碳化硅砂轮磨削钛合金的过程中所造成的磨削烧伤以及磨削裂纹的情况,同时提出了可行性的解决方案,望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键字:碳合金;磨削;磨削烧伤;1、前言由于钛合金在磨削的过程中存在了较为严重的砂轮粘附情况,而磨削力和温度都较高的情况下容易造成磨削的烧伤和裂纹的现象出现,尤其是在用树脂结合剂刚玉砂轮磨削钛合金的情况下,会造成十分严重的磨削裂缝。

2、树脂结合剂砂轮磨削钛合金在用棕刚玉和白刚玉混合的树脂结合剂砂轮(A/WA60M5B磨削TC4钛合金时,即使在磨削深度ap=0.01mm的小磨削用量下磨削,磨削表面也会发生磨削烧伤和磨削裂纹。

此时,磨削表面有较多的黄褐色斑,裂纹呈发纹状,其方向大致与磨削方向垂直。

在较大的磨削用量下磨削时,磨削表面除有较明显的裂纹及较多的黄褐色斑外,还有鱼鳞状皱叠和剧烈塑性变形的金属熔复物。

当采用绿色碳化硅树脂结合剂砂轮(GC70M5B)磨削TC4钛合金时,磨削烧伤程度较轻,磨削表面呈淡黄色。

磨削用量较大时,例如ap=0.03mm,尽管在磨削表面上出现了因塑性挤压变形和温度综合作用而形成的鱼鳞状皱叠和涂复物,并伴有脱落的钝化磨粒嵌入已加工表面,但未出现磨削裂纹。

磨削烧伤和磨削裂纹与磨削过程中的磨削温度和磨削力有关。

用树脂砂轮磨削钛合金时,由于砂轮磨粒与钛合金粘附较严重,又由于该材料的磨削加工性差,因而使磨削温度和磨削力较高。

砂轮(A/WA60M5B)及绿色碳化硅树脂砂轮(GC70M5B)磨削TC4钛合金的磨削温度和磨削力。

在同样磨削条件下,刚玉树脂砂轮的磨削温度和磨削力高于绿色碳化硅树脂砂轮。

若选用的磨削用量为vs=19m·s-1,vw=14m·min-1,ap=0.01mm,GC70M5B砂轮磨削TC4的单位宽度法向0.01mm,GC70M5B砂轮磨削TC4的单位宽度法向磨削力F′n≈9N·mm-1,磨削温度T≈560℃,而用磨削力F′n≈9N·mm-1,磨削温度T≈560℃,而用WA60M5B砂轮磨削TC4的F′n≈11N·mm-1,T≈780℃。

钛合金薄壁零件加工工艺技术研究

钛合金薄壁零件加工工艺技术研究

钛合金薄壁零件加工工艺技术研究摘要:随着社会对钛合金材料需求的不断增加,钛合金零件加工技术的进步和发展受到了广泛的关注和重视。

分析现有加工技术的优势,充分发挥其优势,结合实际技术问题,解决有针对性的问题,提高产品的可靠性,将质量提高到一个新的高度,是保证行业稳定发展的前提,也是为长远发展提供技术支持。

关键词:钛合金;零件;加工;工艺;结合钛合金零件的加工特点,对钛合金薄壁零件进行深入分析,通过切削刀具材料、刃磨角度、切削要素、加工流程、浇注方式和夹紧力的制定等参数选择,解决钛合金薄壁零件精度高、难加工和易变形的切削难题。

提高零件加工质量,从而达到保证零件尺寸精度及形位公差的目的。

一、钛合金薄壁零件加工难点1.材料组织切削加工性差。

钛合金材料组织复杂,亲和力大,晶格原子不易脱离平衡位置,切削时使切削温度大幅提高,刀具易磨损。

2.材料加工切削温度高、刀具磨损快。

钛合金材料的零件加工时,切削区温度远高于其他材料的温度,材料的导热系数小于不锈钢和高温合金的导热系数,散热条件差,使切削区温度迅速上升,积于切削刃附近不易散发,造成加工刀尖附近应力集中、刀具磨损崩刃,从而破坏零件加工表面质量。

3.材料加工切削用量要素难以控制。

在切削速度、走刀量、切削深度和机床振动等因素的影响下,加工薄壁钛合金零件时,切削过程中产生振动,使零件变形。

4.零件尺寸精度及形位公差不易保证。

钛合金材料价格较昂贵,主要用于产品中的精密结构零件,钛合金薄壁零件的尺寸精度、形位公差要求高,受工艺流程、加工工序的划分等因素的影响难以保证。

5.零件加工易变形。

零件壁薄、刚性差,每一次切削加工由于应力释放,造成零件变形,影响壳体零件尺寸精度及形位公差。

6.夹紧易变形。

薄壁零件定位装夹时,在径向夹紧力作用下产生变形,当加工完成后零件恢复弹性变形,产生椭圆变形造成尺寸超差报废。

通过以上对钛合金薄壁零件加工变形的分析,解决的主要措施概括起来就是:选择合适的刀具材料、刃磨角度、切削要素、加工工艺流程、热加工方法和正确的装夹方式等。

钛合金表面处理工艺

钛合金表面处理工艺

钛合金表面处理工艺
钛合金表面处理工艺有很多种,下面介绍几种常见的处理工艺:
1.阳极氧化:在钛合金表面生成一层致密的氧化膜,提高其耐腐蚀性和耐磨性。

2.电泳涂装:将钛合金放入电泳槽中,通电后使其表面沉积一层涂料,提高其耐腐蚀性和耐磨性。

3.喷砂处理:通过喷砂去除钛合金表面的氧化膜和污垢,提高其表面粗糙度和清洁度。

4.化学镀:在钛合金表面沉积一层金属或金属合金,提高其耐腐蚀性和耐磨性。

5.激光加工:通过激光束在钛合金表面烧蚀出各种形状的图案或文字,提高其装饰性。

6.微弧氧化:在钛合金表面生成一层氧化膜,提高其耐腐蚀性和耐磨性。

7.电解抛光:通过电解的方法去除钛合金表面的氧化膜和污垢,提高其表面光洁度。

8.蚀刻:通过化学反应去除钛合金表面的部分材料,形成图案或文字,提高其装饰性。

9.染色处理:将钛合金放入染色槽中,通入染料后使其表面着色,提高其装饰性。

这些工艺可以单独使用,也可以组合使用,以满足不同的需求。

1。

钛打磨步骤

钛打磨步骤

钛打磨步骤钛打磨是一种对钛材料进行表面处理的工艺,能够使钛材料的表面光洁度得到提高,同时也能增加其抗腐蚀性能。

下面将详细介绍钛打磨的步骤,以帮助读者更好地了解这一工艺。

第一步:准备工作在进行钛打磨之前,首先需要对工作环境进行准备。

确保工作区域整洁无尘,以避免灰尘和杂质对打磨效果的影响。

同时,还需要准备好所需的打磨工具和材料,如砂纸、打磨机等。

第二步:去除氧化层钛材料表面通常会形成一层氧化层,这会影响到后续的打磨效果。

因此,首先需要使用砂纸或打磨机去除钛材料表面的氧化层。

在此步骤中,需要注意力度的控制,以避免对钛材料造成过多的损伤。

第三步:粗磨粗磨是钛打磨的第一步,主要是为了去除表面的划痕和凹陷。

这一步骤通常使用粗砂纸或打磨机进行,以快速地将表面不平整的部分打磨平整。

在进行粗磨时,需要保持适当的速度和力度,以确保达到理想的平整度。

第四步:中磨中磨是钛打磨的第二步,主要是为了进一步提高表面的平整度和光洁度。

在这一步骤中,通常使用细砂纸或打磨机进行打磨。

与粗磨不同的是,中磨需要更加细致和耐心,以避免过度打磨导致表面损伤。

第五步:细磨细磨是钛打磨的最后一步,也是最关键的一步。

在这一步骤中,使用更细的砂纸或打磨机进行打磨,以进一步提高表面的光洁度和平整度。

细磨的过程需要非常细致和耐心,以确保表面的每一个细微的划痕都得到去除。

第六步:清洁完成钛打磨后,需要对表面进行清洁,以去除打磨过程中产生的灰尘和杂质。

通常可以使用清水和清洁剂进行清洗,然后用干净的布擦干表面。

第七步:检查和修整最后一步是对打磨后的表面进行检查和修整。

检查表面是否平整、光洁,如果发现有划痕或凹陷,可以使用细砂纸或打磨机进行修整,直到达到理想的效果为止。

通过以上的步骤,钛材料的表面可以得到充分的打磨,使其具有更好的光洁度和平整度。

钛打磨虽然需要一定的技巧和耐心,但通过正确的操作方法和适当的工具,任何人都可以掌握这一工艺。

希望本文的介绍对读者在钛打磨方面有所帮助。

经不同表面改性处理的钛合金的微动疲劳和微动磨损行为对比研究

经不同表面改性处理的钛合金的微动疲劳和微动磨损行为对比研究

经不同表面改性处理的钛合金的微动疲劳和微动磨损行为对比研究本文研究了经不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损行为方面的对比。

首先,我们使用机械划伤和电化学抛光的方法对钛合金进行了表面改性处理,得到了三组不同表面形貌的试样。

然后,利用微动实验仪对这三组试样进行了微动疲劳和微动磨损测试。

通过分析试验结果,我们发现不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损行为上存在较大差异。

其中,经过机械划伤处理的试样表现出较高的微动疲劳寿命和较低的微动磨损速率。

而经过电化学抛光处理的试样则表现出较低的微动疲劳寿命和较高的微动磨损速率。

综合考虑试验结果,我们认为机械划伤处理能够显著改善钛合金的微动疲劳和微动磨损性能,而电化学抛光处理则对其产生负面影响。

这些研究结果对于设计和制造高性能钛合金微动部件具有重要的指导意义。

此外,我们还对比研究了不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损机制上的差异。

通过扫描电子显微镜(SEM)的观察,我们发现经过机械划伤处理的试样表面形成了一层较为均匀且致密的划痕区,这可能有助于增强材料的耐疲劳性能和抵抗微动磨损。

而经过电化学抛光处理的试样表面出现了较为光滑的表面,但也存在着微小的缺陷和微观裂纹,这可能导致其微动疲劳寿命和微动磨损速率的增加。

此外,我们还对两组试样的表面硬度进行了测量,并发现经过机械划伤处理的试样表面硬度较高,而经过电化学抛光处理的试样表面硬度较低。

这与之前观察到的微动磨损速率的差异相吻合,说明表面硬度与微动磨损行为之间存在一定的关联。

在实验中,我们还考虑了其他因素对微动疲劳和微动磨损行为的影响,如载荷大小、接触面积等。

通过对不同参数的变化进行分析,我们发现在相同载荷下,经过机械划伤处理的试样具有较高的疲劳寿命和较低的磨损速率。

这进一步证实了机械划伤处理能够显著改善材料的微动性能。

综上所述,本研究对经不同表面改性处理的钛合金在微动疲劳和微动磨损行为方面进行了对比研究。

钛及钛合金表面处理技术和应用

钛及钛合金表面处理技术和应用

钛及钛合金表面处理技术和应用钛是一种重要的金属材料,具有优异的机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性。

在众多的钛制品中,钛及钛合金表面处理技术和应用,是钛材料应用中的重要领域。

本文将对其进行探讨。

一、钛及钛合金表面处理技术1. 电解氧化电解氧化是一种常用的表面处理技术,通过电解过程使得钛表面生成氧化层。

该氧化层具有优异的抗腐蚀性和抗磨损性能,可以保护钛及钛合金表面,在医学领域、航空航天领域等具有广泛应用。

2. 化学镀膜化学镀膜是一种通过化学反应在钛表面附着有机分子的方法,从而生成膜层,从而改善钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。

此外,化学镀膜技术还可以使得钛表面呈现特殊的光泽和色彩。

3. 等离子喷涂等离子喷涂是一种高效的表面处理技术,通过把金属材料变成粉末后喷涂在钛表面上,从而实现钛和钛合金表面的表面改性。

该技术可以提高钛材料的耐磨性和抗腐蚀性,还可以使得钛表面更好的粘附其他物质。

二、钛及钛合金表面处理应用1. 医学领域钛及钛合金表面处理技术的应用在医学领域中具有非常广泛的应用。

可通过钛及钛合金表面处理技术及应用制造骨植入物、人工心脏瓣膜等医疗设备。

表面处理后,不仅可以提高钛材料的生物相容性,还可以使钛材料坚固耐用、耐磨、不易脱落,并降低钛材料的磨损程度。

2. 机械工程领域钛及钛合金表面处理技术在机械工程领域中也有广泛的应用。

通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等表面处理技术能够进一步提高钛材料的耐磨性、抗腐蚀性、耐高温性能以及抗振动性能。

3. 航空航天领域钛及钛合金表面处理应用在航空航天领域,广泛使用于航空发动机、涡轮机、航空船等部件。

表面处理技术能够大幅度提高钛及钛合金材料的耐腐蚀性和机械性能。

另外,在航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求都比较高,而化学镀膜技术可以满足这种需求。

三、结论钛及钛合金表面处理技术和应用是钛材料应用领域中的重要领域。

通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等技术处理后,不仅可以提高钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性、耐磨性和机械性能,还可以满足航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求,具有重要的应用价值。

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钛 及钛 合 金 的 磨 削 工 艺研 究
殷 志 波 李 福 援 李 - , , 2弘
( . 安工 业大 学 机 电工 程 学 院 , 西 西 安 7 0 3 ; .中航 工 业 庆 安 集 团有 限公 司 , 西 西安 7 0 7 ) 1西 陕 1022 陕 1 0 7
摘 要 : 对 钛 及 钛 合 金 磨 削 加 工 难 的 特 点 , 用 砂 纸 磨 削 及 柔 性 模 具 加 磨 料 的 方 法 对 钛 及 钛 合 金 针 采
选取 2 0 mm×5 T 的纯 钛板 和钛 合 金 板 作 0mI l
为试 验材 料 , 其粗 糙度值 和厚 度进 行测量 , 对 结果 见
表 1ห้องสมุดไป่ตู้ 。
表 1 常态 下钛 板 及 钛 合 金 板 表 面 粗 糙 度
活性 高[ 。 国内采 用较 多 的加工 方法 是砂 带磨 削及 1 ] 砂 轮磨 削 。磨 削过 程 中除存 在 上 述 的磨 削 问题 外 , 砂 轮及砂 带 的磨 损也 较为严 重 。磨削 过程 中温 度较 高, 在钛合 金表 面容 易产生 烧伤 及磨 削裂纹 , 要加 需 入液 态氮 等 冷 却 液 。磨 削 精 度 也 达 不 到 较 高 的要 求 ̄3。采用 电化 学抛光 可 以获得平 整 光滑 的表 面 , 2] - 但是成 本 较高且 装置 相对复 杂 。本文 针对 钛及 钛合 金难磨 削加 工 的特 点 , 研究 了砂 纸 磨 削钛 及 钛 合 金 的工艺 规律 , 并对 其 表 面 粗糙 度 、 条纹 宽 度 、 度 及 深
缺 陷 , 面 粗 糙 度 最 低 可 降低 到 0 0 m , 以 达 到 镜 面 的 效 果 。 表 .2 可 关 键 词 : ; 合 金 ; 削 加 工 ; 面 粗 糙 度 钛 钛 磨 表
中图分 类号 : TG 8 . 5 06 文 献标 志码 : A
Y I Zhi ,LIFu a ,LIShion N bo yu n h g
崭 新 的工 程 材 料 , 于 其 具 有 优 良 的 使 用 性 能 , 比 由 如 强 度 高 、 腐 蚀 性 强 等 日益 受 到 重 视 , 0多 年 来 , 耐 5 钛
试 件 的 表 面 条 纹 形 貌 , 测 量 其 条 纹 宽 度 。用 粗 糙 并 度 仪 对 磨 削 后 的 表 面 进 行 粗 糙 度 测 量 , 察 磨 削 前 考 后 的粗糙 度变化 程度 。
t e m ir fe t. h r ore f c s
Ke r s Ti n u , t n u a ly, g r i g y wo d : t i m Ti i m l a a o Re a d n ,Ro g n s u h es
钛是 2 世 纪 4 0 O年 代 末 5 0年代 初 开 发 的 一种
2 .Ch n n a i t n I d s r o p Co ia Qi  ̄ n Av a i n u ty Gr u .,Lt o d,Xi n 7 0 7,Ch n ) ' 1C a 7 ia
Absr c : hec r c e itc e r ng t atTia u n ia u lo r itc l o be grnd d, t e a h — ta t T ha a t rs isofr ga di h t nim a d T t nim al y a e d fiu tt i e h ut orap
表 面进 行磨 削加 工 , 对表 面质量 、 条纹 深 度 、 纹 宽度 以及表 面粗糙 度 随砂 纸粒 度 的 变 化情 况进 行 分析 。 条 结果表 明, 用砂 纸磨 削的方 法可 以对 钛及 钛 合金 进 行 磨 削加 工 , 削表 面质 量 良好 , 有烧 伤 、 痕 等 采 磨 没 裂
pl d t e ho fgrn ng T ia um n t ni i hem t d o i di t ni e a d Tia um loy by s n pe o a a y e t eato hi e w e n t e s nd gr n a l a d pa r t n l z he r l ins p b t e h a ai sz nd s f c a iy,s rpede t iea ura equ lt t i p h,s rp dt nd s f c o hne s t e ulss ow ha hi e ho ti e wi h a ura er ug s . her s t h t tby t sm t d,t i u f c h ss r a e qu lt sgo a iy i od, n ur o b ns,c a ksa he fc s,t e s r a e r ghn s a e r du e o a r c nd ot rde e t h u f c ou e s c n b e c t bou . m n a c e d t0 02 a d c n a hive
合 金 的应 用得 到 了迅速 发展 , 特别是 在 军事 、 电子 领 域, 其独 特 的优越性 已经 展现 出来 , 已获得 广泛应 并 用 。然而 由于钛 合金 某些 特殊 的物理 、 学性 能 , 力 致 使 其很难 进行 磨 削加 工 。磨 削加 工 难 点表 现 如 下 :
1 )砂 轮 粘 附严 重 ;)磨 削 过 程 中 变 形 复 杂 , 成 层 2 生 叠 状 挤 裂 切 屑 ; )磨 削 力 大 、 削 温 度 高 ; )化 学 3 磨 4
St dy o t n u a t ni m l y G r n n ’ c s u f Tia i m nd Ti a u Alo i di g Pi e s o
( . c o lo e h to i g n e i g,Xi n Te h o o ia Un v r i ,Xi n 7 0 2 Ch n ; 1 S h o fM c a r n c En i e rn ' c n lgc l a i e st y ' 0 3 i a a 1
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