钛通常用于生产关键的航空部件和医疗设备。它具有高的强度重量比和出色的耐腐蚀性，使其可以用于薄壁设计。

　　钛合金很难加工，这已经不是什么秘密了，特别是与普通钢和不锈钢相比。它的导热性差，并且在切削刃处产生高切削力和热量。这种材料对切削刀具的需求很大，如果处理不当，会导致刀具过早磨损和表面质量差。

　　钛的精车削必须是湿法工艺。高精度冷却剂具有明显的优势，特别是因为它可以被引导到切割区域。照片由山特维克可乐满提供。

　　低弹性模量会导致这些材料中较大的工件回弹。这种模块化是材料的优势之一，特别是对于需要这种可移动性的结构性航空航天部件而言。但是，这给加工带来了挑战，通常会导致刀具振动，颤动和不良的表面光洁度。

　　田纳西州富兰克林的Horn USA Inc.培训和技术专家Edwin Tonne说：“钛通常不能有效地剪切，因此材料会弹回，部件的尺寸控制也更加困难。”仔细维护以解决这一问题。此外，在精加工过程中，力和热量集中在切削刃的一小部分上，这比其他材料更快地使切削刃破裂。”

　　某些应用，特别是航空航天中的关键组件，对表面完整性有严格的要求。许多商店已经实行了可靠的经过验证的流程多年。这些过程可能正在运行，但是随着最新刀具的发展，通常会有更好或更多的生产选择，特别是与精加工有关的选择。

　　安大略省密西沙加市山特维克可乐满的车削产品和应用专家凯文·伯顿（Kevin Burton）表示：“我们已经看到许多商店都不愿意改变目前的流程，即使这意味着更好的表面处理也是如此。” “如果经过认证的工艺使用的是非涂层硬质合金刀片，那么从时间和财务角度来看，由于额外的成本，商店可能不希望改用涂层或金刚石刀片。对于等级，情况是相同的。随着新一代等级的出现，尽管它们通常具有相同的元素，只是百分比不同，但有些颜色看起来却有所不同。然而，商店往往会担心在零件表面留下的涂层。”

　　Burton指出，尽管当前的工艺可能正在运行，但升级到具有不同涂层或等级的新型切削刀具可以显着提高生产率并改善表面质量。

　　多年以来，商店一直在使用未经涂层的钛合金刀片，而且许多仍在使用。但是，现在有许多不同类型的钛，需要考虑其他因素，以便在车削时获得更好的表面光洁度。

　　专家建议使用物理气相沉积（PVD-）涂层的刀片，因为它更薄。对于钛，由于可能发生化学反应，建议不要使用厚涂层。当今许多涂料中都含有钛，例如用于化学气相沉积（CVD）的TiCN。这就是为什么通常建议使用PVD的原因。

　　“ PVD涂层具有耐高温性和润滑性，可减少堆积的边缘和热量，” Tonne说。“谈到刀片时，最好的形状是圆形，但由于零件形状的缘故，通常不实用。C型或W型刀片可提供具有零件特征间隙的最佳光洁度。对于负型刀片，请确保顶部前角为正。如果需要严格的公差，则完全磨削刀片可以改善结果。”

　　Tonne指出，人们误以为车间可以使用粗加工刀片进行精加工。几何形状和边缘准备是针对应用程序专门设计的，因此他建议向工具供应商咨询最佳刀片，而不是通用刀片。

　　对于精加工，伯顿建议采用多晶金刚石（PCD）刀片，因为其表面速度要高得多，这当然会大大缩短加工时间。但是，他指出，有些商店很难接受表面的视觉差异。

　　伯顿说：“当我们开始用PCD精加工时，它看起来与其他刀片完全不同。” “钛看起来真的很好抛光，几乎具有硬化的钢，超精加工的外观。”

　　伯顿说：“很多年前，我们推出刮水器时就注意到了这一点。” “由于光线的折射，刮水器产生了外观不同的表面，显示出灰度级的表面外观。但是，经测量，其表面质量仍然更好。这是许多商店必须理解和克服的挑战。”

　　刮水器主要被认为是高进给率的机加工刀片。使用它们，车间可以提高进给速度，从而缩短了切削时间，有效地延长了刀具寿命。但是，如果以正常的进给速度使用擦拭器，则车间可以在表面质量上获得可观的改善。

　　伯顿说：“经验法则是，在保持正常进给速度的情况下，表面光洁度将是原来的两倍；而进给速度加倍将保持正常的表面光洁度。”

　　雨刮器插件通过许多额外的半径而建立。这使得接合表面更长，这也以积极的方式影响了该表面。较长的接合面也会影响切削力和振动敏感性。

　　钛的精车削必须是湿法工艺。高精度冷却剂具有明显的优势，特别是因为它可以被引导到切割区域。

　　“我们建议使用带有内部冷却剂的工具；这样可以将冷却剂精确地输送到需要的位置，” Tonne说。

　　升级到具有不同涂层或等级的新型切削刀具可以显着提高生产率并改善表面质量。照片由山特维克可乐满提供。

　　对于钛来说，具有将冷却剂引导到切割区域的能力尤为重要。还建议车间同时使用过冷剂和欠冷剂，以进行精加工操作并在刀尖半径以下切割深度。这样可以充分发挥高精度冷却液的作用，从而实现更好的切屑控制，表面光洁度和刀具寿命。

　　Tonne说：“一个误解是，在最后一道工序中几乎没有任何材料可以改善表面光洁度。” “在大多数情况下，精加工走刀深度应等于用于车削的刀具半径。使用零深度走刀通常会失败。”

　　Tonne补充说，对于车间来说，经常检查模具中心高度位置很重要。不正确的切割高度会降低表面光洁度。

　　Tonne说：“所有使用相同一般参数的钛合金都是一种误解。” “通常，冶金相是最好的起点。Alpha相钛合金往往具有更高的速度和进给速度。Alpha beta是最普遍的，据有据可查，最后，beta合金是最困难的。关键是研究材料并了解其性能。”

　　例如，Ti-5553需要非常坚硬的表面涂层才能基本穿过它。这种材料只能以Ti6Al4V的速度的大约50％运行。

　　Tonne补充说，由于钛具有耐热性，因此对速度的微小变化更加敏感。速度只能以5 m / min的速度提高。（15-SFM）步骤。同样重要的是不要太慢地运行，因为以低于给定工具系统的建议速度运行会导致材料堆积在切削刃上，从而使切削刃变钝。

　　伯顿说：“在所有材料中，速度都是杀手，但在钛材料中，速度是如此。” “如果您从无涂层转向有涂层，则速度可以提高。速度就是生产率，因为您的每转进给保持不变，但是速度却提高了。这可以使每分钟的进给增加，这是一个优势。通常，这可以使生产率提高20％左右。例如，如果车间进行PCD刀片精加工，则生产率将得到更大的提高；采用涂层硬质合金，您可以期望达到150至180 SFM，但最高可达600 SFM。 PCD。生产率的提高是巨大的。”

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