鈦合金切削加工的一些原則,根據(jù)鈦合金的性質(zhì)和切削過程中的特點(diǎn),加工時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
盡可能使用硬質(zhì)合金刀具,如鎢鈷類硬質(zhì)合金與鈦合金化學(xué)親和力小、導(dǎo)熱性好、強(qiáng)度也較高。低速下斷續(xù)切削時(shí)可選用耐沖擊的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金,成形和復(fù)雜刀具可用高溫性能好的高速鋼。采用較小的前角和較大的后角以增大切屑與前刀面的接觸長度,減小工件與后刀面的摩擦,刀尖采用圓弧過渡刃以提高強(qiáng)度,避免尖角燒損和崩刃。要保持刀刃鋒利,以保證排屑流暢,避免粘屑崩刃。切削速度宜低,以免切削溫度過高;進(jìn)給量適中,過大易燒刀,過小則因刀刃在加工硬化層中工作而磨損過快;切削深度可較大,使刀尖在硬化層以下工作,有利于提高刀具耐用度。加工時(shí),切削液的選擇至關(guān)重要,氯會(huì)導(dǎo)致表面硬化加劇,產(chǎn)生晶間腐蝕,因此水性產(chǎn)品最好不含氯。
僅就切削液而言,選用植物油基的切削液是最優(yōu)方案。植物油基切削液。在機(jī)加工應(yīng)用領(lǐng)域中,引進(jìn)植物油基冷卻液可使機(jī)械切削性能全面提高。作為一項(xiàng)經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的技術(shù),自20世紀(jì)60年代以來,植物油一直被認(rèn)為具有超級(jí)潤滑性能。而在當(dāng)時(shí)能選用作為機(jī)加工潤滑劑的只局限于含有各種添加劑的礦物油基冷卻液。今天,新一代的乳化劑和穩(wěn)定劑使植物油基冷卻液在各種機(jī)加工應(yīng)用領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用。由于在加工工藝中采用了這類冷卻液,因此生產(chǎn)率也大大提高。
據(jù)報(bào)道,使生產(chǎn)率提高20 %到30 %是很普遍的。此外,刀具的使用壽命也提高了50 %以上。從20世紀(jì)90年代開始推出了VASCO系列植物油基切削液以及VASCOMILL系列植物油基切削油。努力在加工穩(wěn)定性和在加工中保持高潤滑性經(jīng)受了考驗(yàn)。由于植物油基切削液呈兩極分子結(jié)構(gòu),其潤滑效果比礦物油基切削液要好,從而明顯提高了切削速度,延長了刀具的耐用度。某些企業(yè)反饋刀具的使用壽命甚至延長了一倍。另外,其加工過程中的穩(wěn)定性也高于其他切削液,由于磨損緩慢,從而保證了批量加工的最后一個(gè)工件的加工精度與第一個(gè)工件一樣。
植物油的高潤滑性能是由植物油分子的基本成分以及其本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定。以植物油為基礎(chǔ)的冷卻液,其潤滑性能產(chǎn)生于植物油成分的固有“油性”,這種特性是直接由植物油“機(jī)靈的分子”所造成的結(jié)果。這類分子很長,很重,具有兩極性,即:分子的兩端帶有相反的電荷。分子的兩個(gè)“極端”對(duì)金屬表面具有很強(qiáng)的化學(xué)親和力,它們像微小的磁鐵那樣,緊緊地吸附在金屬的表面上。植物油分子垂直、緊密、均勻地排列在金屬的表面上,結(jié)果在其表面形成一層厚厚的、結(jié)實(shí)、耐久的潤滑薄膜。
礦物油基與植物油基油膜排列比較。相反,礦物油的分子是不帶極性的。它們?cè)阝伈慕饘俦砻嫔系姆植寂帕惺遣灰?guī)則的,因此所產(chǎn)生的潤滑層比較薄弱。植物油的粘溫指數(shù)越高,就越能保證其在操作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的潤滑特性。隨著加工溫度的提高,植物油的粘度降低速率比礦物油慢。相反,隨著溫度的降低,植物油的液態(tài)流動(dòng)性要比礦物油好,有利于與切屑和工件分離。而且其熔點(diǎn)較高,有利于提高金屬切削率,降低煙霧的形成,減少發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。植物油分子的大小十分均勻,而礦物油分子的大小變化范圍很大。因此,礦物油的物理特性,例如其在蒸發(fā)時(shí)和達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)的粘度受到很大的影響,而植物油因蒸發(fā)和霧化造成的損耗卻極低。這樣可為人們營造出一個(gè)健康和清潔的工作環(huán)境。