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第34章 材料钛合金

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阻碍钛合金普遍应用于汽车工业的最主要原因还是成本过高。

无论是金属最初的冶炼还是后续的加工,钛合金的价格都远远高于其他金属。

钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难,小于HB300时则容易出现粘刀现象,也难于切削。

钛合金变形系数小,这是钛合金切削加工的显着特点,变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大,加速刀具磨损。

钛合金切削时温度会迅速变高。

由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的15~17),切屑与前刀面的接触长度极短,切削时产生的热不易传出,集中在切削区和切削刃附近的较小范围内,让切削温度提高。

在相同的切削条件下,切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。

单位面积上的切削力大,主切削力比切钢时约小20%,由于切屑与前刀面的接触长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。

由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮,造成冷热差距很大。

同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。

加工时刀具非常易磨损。

毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后,形成硬而脆的不均匀外皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。

另外,由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强,在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下,刀具很容易产生粘结磨损。

所以,很多企业都采用金刚石和立方氮化硼作刀具切削钛合金,效果明显。

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