钛合金材料的磨削锻造及深孔钻削加工工艺

引言

钛合金作为航天行业主要应用的材料之一，其重量轻盈但强度极高，密度为4.51kg/m³。钛合金材料具备极高的强度，可承受髙温、防腐蚀等。钛合金可以进行完美的焊接工作，因此广泛应用于航天行业。 目前，飞机发动机的制造更是合理应用了钛合金材料。钛合金材料科学、合理的使用，有效保障了航天行业的安全、快速发展。

1、钛合金磨削加工技术

钛合金的性能较为全面，有着极高的稳定性。同时，钛合金材料有着可塑性与韧性，在热压力加工中优势明显。

钛合金与钢材相比，其强度不相上下，且钛合金有着极高的抗腐蚀性。钛合金的密度4.51g/cm³, 确定了其重量轻的特性。在锻造加工中，钛合金更可以经受多次锻打。因此， 航天行业对钛合金材料的应用极为广泛。飞机的发动机制造要求极高，材料的选择需要轻重量、高强度与防腐蚀等特性，钛合金材料完美具备这些特点。此外，在未来战机的制造中，钛合金的整体使用，可以极大提高战机的重量与强度，保障我国军事力量的强盛。 目前，我国钛合金的种类主要分为三种：α + β 钛合金、α钛合金与β钛合金。

钛合金的构造主要有碳、氢、氧、氮、硅与铁等元素。元素之间彼此进行不断反应，使得元素彼此以间隙形式存在于晶格中，使得钛合金的强度增加、可塑性降低，严重时导致钛合金的整体素质显著降低。钛材料的熔点为1668°C , 沸点高达3400℃, 明显比铁与镍高。所以，钛的耐热性较于其他材料优势明显。钛合金可以在500°C 进行长久工作，而新型的钛合金可以在更高的温度中长久工作。

钛合金与铝合金可在300〜350°C 中工作，但钛合金的强度是铝合金的10倍。然而，钛合金在高温中有着极高的化学性质，当磨削温度达到一定程度时，钛会自主形成保护膜，

降低钛合金的性能，提升钛合金加工难度，导致钛合金的加工质量不能符合规定的标准。

2、钛合金锻造工艺优化

运用外力将钛金属坯料进行加工，全新塑造钛合金的形状、尺寸与性能，确保钛合金性能可以符合一些机械零件的使用要求。对于锻件与乳制型材中使用的钛合金，大部分运用变形钛合金，即合理变形锻造钛合金，以保障钛合金的性能符合各种设备的使用要求。如果钛合金的使用不进行规范化的变形锻造，会使钛合金的各项性能出现问题，导致钛合金产品的质量存在极大的隐患。

如果要锻造尺寸较小的钛合金锻件，则需要在低温中进行钛合锻造。钛合金在700°C 以下的锻造工作，化学反应较低，可以使钛合金锻造完成后，锻件的表面光滑与尺寸准确。在 700℃以下的钛合金锻造中，需要工作人员对温度与润滑冷却进行严格控制，才能有效保障锻件的准确度。

钛合金在900〜100℃的锻造中，可以锻造一些形状较为繁琐的大型锻件，锻造出的锻件同样具有较高的准确度。

钛合金在进行热锻的过程中，其中心会出现极为强烈的变化。因此，钛合金的中心温度最高。工作人员在进行锻造工作时，要将钛合金的中心作为锻造重点，不能连续锤击钛合金的中心区域，以保障钛合金的锻造质量。

3、钛合金的深孔钻削加工工艺

钛合金的各项性能较为全面，在各行各业有着极为重要的作用。但是，钛合金加工工序繁琐，尤其是对钛合金进行深孔加工工作，阻碍了钛合金锻件的质量。钛合金在进行深孔钻削工作中，切削过程会产生大量的热量不能得到有效散发，加之目前我国的切削设备较为落后，导致钛合金的深孔钻削工作成为主要难题。

在进行钛合金切削工作与深孔钻削工作时，难度极大。枪钻为深孔钻削的主要工具之一。在深孔钻削工作中，工作人员要在较高的温度下操作，而枪钻在高温中会出现极为严重的损坏，极大地影响了刀具的使用寿命。 目前，我国的深孔钻削工作还存在极为严重的问题，主要原因是钻杆的长短与粗细不能进行详细匹配。如果钻杆过于细小，会使钻杆振动时钻孔出现明显的偏差，使得钛合金的加工工作质量出现严重问题。

4、钛合金铣削加工

加工钛合金时需要进行严格的操作要求，主要是切削设备不能全面满足钛合金加工所需求的特性。钛合金零件铣削工作中，随着切削速度的不断提高，道具出现较高的损害。因为钛合金的粘性大、强度较高，在切削工作时会产生大量热量，却又不能进行有效导热，使钛合金的加工工作出现极高的安全隐患。因此，在钛合金零件的铣削工作中，工作人员要谨记不可以使用过快的速度进行切削。

钛合金主要应用于高级设备的零件制作，并不是仅仅运用于航天行业，如在许多医疗设备中也同样有许多钛合金构件。尤其是一些高级设备的制造企业中，钛合金的应用更加频繁。因此，钛合金的加工困难更为明显。钛合金的耐热性使其可以全面保留本身的硬度与强度，但切削设备的落后以及切削工作时产生的极高温度，导致钛合金切削工作会使切 削设备出现极高的损坏率，严重影响了设备零件的制造。所以，加强切削设备的性能，是钛合金零件顺利制造的基础。

5、结语

钛合金具有极高的强度、较小的密度、抗腐蚀等优势，成为我国高级设备零件制造的主要材料。但是，我国在钛合金的加工工作中还有许多困难，因此工作人员需要对钛合金的加工方式不断进行革新与完善，创新技术。同时，在钛合金加工中，要科学改善刀具，并合理选择刀具，从而提升钛合金的加工进度和制造零件安全与质量。

参考文献

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