1 硬質(zhì)合金刀具

　　硬質(zhì)合金刀具（見圖2）是目前加工鈦合金應(yīng)用最為廣泛的一種刀具饮寞。因其低廉的價格、優(yōu)良的導(dǎo)熱性脂槽、較高的硬度拜岂、韌性和紅硬性己成為國內(nèi)企業(yè)加工鈦合金的首選。硬質(zhì)合金按晶粒的大小可分為普通硬質(zhì)合金现碰、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金庵偏；按化學(xué)成分可分為鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦類（YT）和添加稀有碳化物類（YW）现辑。由于鎢鈷鈦（YT）類刀具和鈦合金有強(qiáng)烈的親和力母掀，所以目前在工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用的仍然是鎢鈷類硬質(zhì)合金YG8、YG6磁姻、YG3等密梯。如果使用添加的稀有金屬的細(xì)晶粒硬質(zhì)合金YA6桌苔、YD15、YG10H安影、YS2等腻喇，可提高刀具的壽命和加工效率。

　　硬質(zhì)合金加工鈦合金速度可以達(dá)到45m/min以上[18]膏蚓，但當(dāng)切削速度繼續(xù)增加時瓢谢，刀具和工件接觸面的溫度迅速升高，同時由于Co的熔點(diǎn)較低驮瞧，在高的切削溫度及元素?cái)U(kuò)散作用下氓扛，造成了刀具材料中W和Co元素的擴(kuò)散和流失，降低了刀具的硬度和韌性论笔，使硬質(zhì)合金刀具發(fā)生嚴(yán)重的塑性變形采郎、粘結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損，導(dǎo)致刀具失效[19]狂魔，因此蒜埋，硬質(zhì)合金刀具只適合切削速度小于75m/min的鈦合金[20]。

　　2 聚晶金剛石（PCD）刀具

　　聚晶金剛石刀具（見圖3）具有極高的硬度和耐磨性最楷、刃口鋒利整份、低摩擦系數(shù)、高彈性模量籽孙、高導(dǎo)熱系數(shù)烈评、以及與非鐵金屬親和力小等優(yōu)點(diǎn)。

　　金剛石刀具主要有聚晶金剛石（PCD）刀具和化學(xué)氣相沉積刀具（VCD）金剛石刀具犯建。金剛石類刀具適用于鈦合金的精加工和超精加工该捎。金剛石的耐熱溫度只有700~800℃，加工時必須進(jìn)行充分的冷卻和潤滑张相。試驗(yàn)表明[21]循贝，在切削速度105m/min的情況下車削鈦合金Ti-6A1-4V時，PCD刀具并沒有發(fā)生粘結(jié)磨損根朱，在刀具前尉利、后刀面也都粘有較多鈦合金，這些粘著物會被切屑慢慢帶走敏盒，不會圖2硬質(zhì)合金刀具對切削刃帶來損害汤顷，因?yàn)樵诘毒弑砻鏁纬梢粚颖”〉腡iC層，這種TiC層很穩(wěn)定翁凳，能很大程度降低PCD刀具前递促、后刀面的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損。但是由于PCD刀具刀尖鋒利和切削溫度高，在切削加工中更易發(fā)生微崩刃和石墨化引起的溝槽磨損送魁。

　　3 聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具

　　如圖4所示為聚晶立方氫化硼PCBN車刀涉粘，PCBN刀具的硬度雖然略低于金剛石，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高硬度材料笨奠，而且PCBN 刀具熱穩(wěn)定比金剛石高得多袭蝗，可達(dá)到1200℃以上，適合高溫干切削般婆。另一個優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)惰性大到腥，與鈦合金在1200℃不起化學(xué)反應(yīng)。

圖4 聚晶立方氮化硼PCBN車刀

　　PCBN刀具加工鈦合金與硬質(zhì)合金刀具相比蔚袍，有著切削速度高乡范、表面粗糙度低和刀具壽命長等特點(diǎn)，并且在高速啤咽、低進(jìn)給量晋辆、低背吃刀量的條件下，有更長的刀具壽命和非常好的工件加工表面粗糙度[22]宇整，因此PCBN刀具更適合用作鈦合金的精加工栈拖，但由于PCBN 刀具脆性很大，在切削加工中應(yīng)重視刀具可能產(chǎn)生的破損和崩刃問題[16]没陡。

　　鈦合金切削加工的一般原則美國、日本审亿、前蘇聯(lián)從20世紀(jì)60年代開始焊循，由于軍事工業(yè)和飛機(jī)制造業(yè)的需要，開始對鈦合金的切削加工原則進(jìn)行系統(tǒng)的研究最咖，并獲得了大量的成果沈跷。鈦合金主要的切削原則有以下5 點(diǎn)。

　”省（1）切削速度：切削速度是影響刀刃溫度的重要因素亮铛。過高的切削速度會導(dǎo)致刀刃過熱、刀刃粘結(jié)和擴(kuò)散磨損嚴(yán)重销顷，刀具重磨頻繁受卒，會縮短刀具壽命。同時會導(dǎo)致鈦合金工件表面層開裂或氧化灼烫，影響其力學(xué)性能筋蝴，所以應(yīng)在保證較大的刀具耐用度的前提下，選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣日溃档统杀镜豪裕ＷC加工質(zhì)量。

　≡忝亍（2）進(jìn)刀深度和走刀量：走刀量的變化對溫度的變化不大简逮，所以降低切削速度增大走刀量是合理的切削方式球散。如果有氧化層和皮下氣孔層的情況，大的切深可以直接切到基體未氧化金屬層散庶，提高刀具的壽命[23]蕉堰。

　　（3）刀具的幾何角度：在切削鈦合金時選擇與加工方法相適應(yīng)的前角和后角等幾何參數(shù)并對刀尖適當(dāng)?shù)奶幚矶匠啵瑫η邢餍屎偷毒叩膲勖兄匾挠绊戉业啤Ｔ囼?yàn)證明，當(dāng)車削時為了改善散熱條件和增強(qiáng)切削刃躲舌，前角一般取5°~9°丑婿；為了克服因回彈而造成的摩擦，刀體的后刀面一般取10°~15°没卸；當(dāng)鉆孔時羹奉，縮短鉆頭長度、增加鉆心的厚度和導(dǎo)錐量约计，鉆頭的耐用度可提高好幾倍[24]诀拭。

　　（4）夾具的夾緊力：鈦合金易變形善簸，夾緊力不能過大传撰，特別在精加工工序時，可以選擇一定的輔助支承呛产。

　【嗦А（5）切削液：切削液是鈦合金加工中不可缺少的工藝潤滑油。切削液不僅可以有效降低切削溫度治勒，減少刀具和切削摩擦產(chǎn)生的熱量恰磷，還可以充當(dāng)切削過程的潤滑劑，減少鈦合金的切屑和刀具面的黏結(jié)路倔，提高效率熏屎、降低成本，延長刀具的壽命逮赋。但不能使用含有氯或其他鹵元素和含硫的切削液京嗽，這類切削液會對鈦合金的力學(xué)性能產(chǎn)生不良影響[25]。

　　結(jié)束語

　　綜上所述卓奄，鈦合金因其優(yōu)良的性能在航空航天工業(yè)的使用比例逐年增加筑凫，但受切削加工成本高和加工效率低的影響，目前應(yīng)用仍然受到較大限制并村。隨著刀具材料的研發(fā)和加工工藝的不斷完善巍实，鈦合金的加工效率會大大地提高，加工成本將會明顯下降，從而在造船棚潦、汽車制造令漂、化工、電子丸边、海洋開發(fā)等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景叠必。

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