作者：Moshe Goldberg, ISCAR Ltd
 　　　　　　　　　　　　　　　　　　翻譯：ISCAR北京辦  易逢春
　　這幾年，鈦合金，高溫合金在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用普及開來抖誉，特別是在渦輪葉片，壓氣機(jī)衰倦，框架零件中的應(yīng)用袒炉。材質(zhì)優(yōu)點(diǎn)被人們廣泛認(rèn)識(shí)后，現(xiàn)已被推廣到了汽車验恕、醫(yī)藥思早、化工、小件及其他一些工業(yè)領(lǐng)域中梅砰。隨鈦合金层阎，高溫合金在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)這樣的難加工材質(zhì)的加工也成了人們非常關(guān)注的難題坪逃。
　　高的強(qiáng)度/重量比轰弥，令鈦具有高的耐用度。與合金鋼咬钝，鑄鐵相比杀铆，鈦具有更好的強(qiáng)度、韌性哈堵、延展性抚袁。另外嬉咐，鈦還具有抗氧化性與耐腐蝕性這兩個(gè)對(duì)機(jī)械零件很重要的特性。盡管具有上述優(yōu)點(diǎn)多尺，其難加工性卻讓人望而卻步绕睹。
　　同樣的問題也出現(xiàn)在對(duì)高溫合金的加工中。其難點(diǎn)在于切削過程中伴隨高切削力產(chǎn)生的局部高溫憨琳。因局部高溫會(huì)導(dǎo)致切削刃的損壞诫钓，主要表現(xiàn)為剝落、變形篙螟。
盡管在加工相同硬度的工件時(shí)菌湃，加工鈦合金的切削力并不比加工鋼件的切削力高很多，對(duì)鈦合金的加工過程卻更加復(fù)雜與困難遍略，列舉如下：
　　鈦的低導(dǎo)熱系數(shù)的特性惧所，使得產(chǎn)生的大部分切削熱，殘留在刀尖上绪杏。在車削過程中下愈，零件表面會(huì)產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，影響零件表面含鈦量的均勻性蕾久，降低抗疲勞強(qiáng)度驰唬，零件幾何尺寸精度。在極個(gè)別的情況下腔彰，切削熱甚至?xí)鸹鸹ń斜唷Ｔ谥匦图庸ぶ校伒牡蛷椥阅Ａ恐独瑫?huì)導(dǎo)致變形與震動(dòng)那赘。
　　此外，依據(jù)化學(xué)性能呆埃，鈦具有與刀具材質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的特性朦我，會(huì)加速月牙洼的形成。
　　通常情況下视片，刀具的磨損會(huì)以邊界磨損袜娇、積屑瘤的形式出現(xiàn)。邊界磨損沿切削刃赢凫，在后刀面與前刀面同時(shí)出現(xiàn)输跑，隨切深的不同而變化。
　　鑄件样矢、鍛件营将、熱處理后、前面的工序所造就的硬化表面層那岁，也是造成刀片磨損的原因之一冗美。切削刃的局部溫度常常超過800° C魔种，這會(huì)引起刀片材質(zhì)與工件材質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)和物理擴(kuò)散，最終造成邊界磨損粉洼。
　　另一種情況是节预，在加工過程中，當(dāng)?shù)毒吲c工件的接觸面達(dá)到一定溫度同時(shí)壓力又較高時(shí)属韧，在冷焊的作用下安拟，工件材料粘結(jié)在前刀面上，形成積屑瘤挫剑。積屑瘤不斷形成去扣，又不斷從刀片上剝落柱衔，每次剝落都會(huì)同時(shí)剝離掉刀片上的一部分合金材質(zhì)樊破，加速刀具的磨損。
　　在實(shí)際加工中唆铐，ISCAR提出的解決方案：
　　一哲戚、刀片涂層：ISCAR強(qiáng)烈推薦采用超細(xì)基體的TiAIN PVD涂層來加工鈦合金、高溫合金艾岂。PVD所帶來的薄的顺少、光滑的涂層表面，與基體之間強(qiáng)的粘附力以赤，提高了刀具抗剝落磕裂、抗月牙洼的能力。因而劣饺，PVD涂層令刀片具有更好的耐磨性印姑，化學(xué)穩(wěn)定性，抗積屑瘤的性能契片。
　　二狮贪、僅靠涂層是不足以解決加工問題的，還需要正確的加工方案：
　　1汛欺、采用大前角刀具尾杆，以有效降低切削力，切削熱琉语，同時(shí)工件的尺寸偏差最泄繁；
　　2密哈、恒定的進(jìn)給是有效預(yù)防工件表面加工硬化的有效方法扼褪。
　　3、大流量的冷卻液粱栖，也是加工這些工件材料所必需的话浇。冷卻液的使用脏毯，確保了熱穩(wěn)定性，防止了因切削熱局部集中造成的工件材質(zhì)表面的金相變化及刀具失效幔崖。局部集中冷卻或有意識(shí)地選擇冷卻液流向食店，是很有用的方法，事實(shí)上赏寇，冷卻液甚至可以扮演工件與切屑之間的屏障的作用吉嫩。
　　4、改變主偏角嗅定，選擇基體強(qiáng)度大的園刀片自娩，也能有效地減少邊界磨損。
　　事實(shí)上渠退，ISCAR早已擁有一系列解決鈦合金忙迁，高溫合金難加工的方案。世界知名的幾大航空制造商论艰，均采納了ISCAR的CUT-GRIP系列刀具吠败，用于切斷，切槽加工勇袋，特別是復(fù)雜的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)組件镇轿。
　　此外，ISCAR還針對(duì)鎳基合金淑助、高溫合金斟彻、鈦合金研發(fā)了IC907,IC3028。并在ISO標(biāo)準(zhǔn)刀片中也開發(fā)了適用于這兩個(gè)牌號(hào)的獨(dú)特的槽型光稽。
　　附圖請(qǐng)見材質(zhì)為inconel 718的整流罩粟辛，就是ISCAR所作的解決復(fù)雜零件加工中的一例。這個(gè)項(xiàng)目中懒竖，大量的材料會(huì)被切除十碗，加工過程需要多層切槽。ISCAR為這個(gè)零件設(shè)計(jì)了獨(dú)特的刀桿舅洋、刀片汉惫，成功地用CUT-GRIP系列解決了加工此復(fù)雜零件的難題。

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