钛合金材料切削加工中刀具的应用

钛合金是典型的难加工材料,切削过程中刀具失效严重、零件尺寸精度和表面质量差。文中对钛合金材料的特性和切削加工性进行了分析,并总结了钛合金材料加工中的冷却方式,最后分析了目前应用于切削钛合金零件的刀具及其失效形式。     

切削加工钛合金的切削参数优化研究

钛合金材料因其具有强度高、耐腐蚀性好、耐热高等特点被广泛用于航空航天、舰船、民用工业等各个领域。而钛合金是典型的难加工材料,切削钛合金的加工效率和质量较低。本文选用了不同种牌号的硬质合金刀具,进行了切削加工TC4钛合金刀具磨损及耐用度试验。基于切削加工钛合金的刀具磨损及耐用度试验结果分析,确定了切削速度、切削深度和每齿进给量等切削参数作为设计变量,建立了以切削加工钛合金最大金属去除率为优化目标函数,依据实际加工条件设计了相应的约束条件,最终建立了切削参数优化数学模型。     

高速切削加工钛合金的刀具材料

概括介绍了钛合金的性能特点,分析了钛合金切削加工困难的主要原因,重点对国内外切削加工钛合金的现状作了详细介绍,由此明确了目前国内和国外切削加工钛合金水平的差距,最后指出在国内寻求一种或几种高速切削加工钛合金刀具材料的紧迫性和必要性。     

钛合金的切削加工性及其改善方法

阐述了钛合金切削加工中刀具材料、角度的选择及改善钛合金切削加工性的方法——低温切削加工。     

钛合金车削技术研究

采用相对切削加工分析法分析钛合金难加工性及影响钛合金车削加工的因素。通过刀具材料、角度选择、切削要素和热处理方法的制定,提高车削钛合金的切削性及零件加工质量。     

钛合金精密内螺纹的数控加工研究

航空航天产品普遍使用了钛合金材料。由于钛合金材料自身的特点,其切削加工性很差。对于钛合金精密内螺纹的加工,刀具刚度差,冷却困难,是钛合金切削中最困难的加工工序。本文针对精密螺纹加工的规格及特点,开展了螺纹数控铣削与攻丝的工艺研究,通过大量切削试验及数据分析,为钛合金材料精密内螺纹的数控加工提出了具有一定指导意义的工艺方案。     

钛合金的深孔套料工艺试验研究

根据钛合金的材料特性和切削加工性能,设计和制造了适合于加工钛合金工件的套料钻并制定相应加工工艺,并对钛合金进行深孔套料加工试验.试验结果表明,切削过程稳定可靠,通过套料加工可显著提高钛合金的材料利用率,为钛合金套料提供了一套有效的加工工艺方法.     

钛合金铣削刀具设计方法研究

钛合金属典型的难加工材料,文中从介绍钛合金的加工特点入手,提出一种新的钛合金铣刀设计方法,加工实践表明,该铣刀可提高切削效率及刀具寿命,改善钛合金切削加工困难状况。     

钛合金的超声振动切削

钛合金应用范围广,属难加工材料,一般常需磨削加工。作者应用超声振动切削系统,采用镶硬质合金刀具,对振动切削与普通切削钛合金时的切屑形态、切屑变形与加工表面粗糙度等方面进行了对比试验。试验结果表明,在一定的切削条件下,超声振动切削钛合金时,可避免普通切削时产生的表面缺陷,达到磨削加工的效果。     

钛合金材料零件加工的刀具参数选择

Ti5-5-5-3、Ti6-4是我公司首次进行加工的材料,与以往加工过的TC-18、TC-4等钛合金材料相比更难加工,加工工艺性及刀具耐用度更差。因此,加工刀具的选择显得尤为重要。通过刀具参数选择试验,确定加工钛合金刀具切削参数,为今后加工同类材料钛合金提供技术参考,填补我公司在新型钛合金工艺切削参数上的空白。     

钛及钛合金波纹管的成形方法和应用

钛及钛合金波纹管由于具有质量轻、强度高、灵敏度高和耐腐蚀性强等优点,应用越来越广泛。介绍了钛及钛合金波纹管的各种加工方法,说明了钛及钛合金渡纹管的性能参数,讨论了钛及钛合金渡纹管在化工、航空、医疗和能源工业上的最新应用情况,对钛及钛合金波纹管的应用前景进行了展望。     

激光织构和碳基薄膜复合处理提高钛合金摩擦学性能研究

在重载滑动干摩擦条件下，对比不同织构密度的钛合金表面的摩擦学性能；在耐磨性最好的织构密度钛合金表面再制备碳基薄膜，并与直接在钛合金表面制备的碳基薄膜的摩擦学性能进行对比。结果表明：3种低织构密度条件下，TC4钛合金的摩擦因数减小、磨损率降低；随着织构密度的增大，钛合金材料的摩擦因数变化极小，磨损率有所增加；在织构密度5.95%的钛合金表面制备的碳基薄膜，因织构微凹处产生的小微湍流，减少了摩擦阻力，使得其摩擦因数相比直接在钛合金表面制备的碳基薄膜的摩擦因数有所减小。织构化碳基薄膜的磨损率比钛合金的磨损率降低了99.31%，比直接在钛合金表面制备碳基薄膜的磨损率也降低了约60%，这是因为高接触应力摩擦过程中触发石墨化转变，被磨损的石墨化颗粒碎片嵌入织构微凹中，抑制了摩擦接触界面的磨损行为。     

Fretting wear of carburized titanium alloy against ZrO2 under serum lubrication

Fretting wear of carburized titanium alloys was investigated on the universal multifunctional tester (UMT) with the ball-on-flat fretting style under bovine serum lubrication. The tangential load and friction coefficient during the fretting process were analyzed, and the evolution of fretting log during the fretting process was investigated to understand the wear mechanism of the titanium alloy and carburized titanium alloy. Furthermore, the wear scar was examined using a SEM and three-dimension surface profiler. It was found that the friction coefficient of the titanium alloy increased faster than that of carburized titanium alloy in the first stage under serum lubrication, and then remained steady with a similar value in the second stage. The Ft-D curve indicated that there was wear mechanism transition from gross slip to mixed stick and slip. Finally, it was observed that there was a slight damage of the titanium alloy and carburized titanium alloy showed excellent performance during the fretting wear process under serum lubrication. All of the results suggested that carburized titanium alloy was a potential candidate for the stem material in artificial joints.     

矿用钛合金钻杆表面复合强化与摩擦性能研究*

为提高矿用钛合金钻杆的耐磨性能,以低成本粉末冶金Ti-Al-Fe-Mo合金为研究对象,采用表面机械碾磨与固相渗碳相结合的创新方式对其表面进行复合强化处理,研究不同表面碾磨道次加渗碳处理的钛合金表面的微观组织及其显微硬度。以氮化硅球为摩擦对偶,对表面复合强化钛合金样品进行往复式滑动摩擦试验,研究钛合金表面强化层对其磨损量、摩擦因数、表面磨痕微观组织的影响规律。结果表明：表面机械碾磨方法可以在粉末钛合金表面形成梯度纳米晶结构;钛合金经过表面机械碾磨处理后可显著提高表面渗碳的深度和均匀度;经表面机械碾磨与固相渗碳复合强化处理的钛合金,其磨损量相比于单一表面渗碳的钛合金降低了近58%。表面复合强化的钛合金摩擦磨损机制以疲劳磨损、黏着磨损、氧化磨损和少量的磨粒磨损为主。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]钛合金热成形工艺形变与组织演变耦合多尺度仿真研究进展

讨论了钛合金高温变形晶体塑性有限元模拟的研究进展，并分析了晶体塑性模型在钛合金细观尺度不均匀变形和组织演化方面的应用；围绕钛合金热成形过程变形与组织演变耦合模拟需求，讨论了钛合金高温成形统一黏塑性本构模型的发展过程，并介绍了统一黏塑性本构模型在钛合金热成形工艺的应用实例。统一黏塑性本构模型考虑了钛合金高温变形过程中回复、再结晶、相变、损伤等组织演变行为与宏观应力应变之间的耦合作用，为实现钛合金构件形状尺寸和组织性能的精确预测和成形工艺优化提供了有效的手段。最后分析了钛合金热成形工艺多尺度建模仍存在的问题，并展望了多尺度建模的发展趋势。     

钛合金切削润滑研究现状与发展趋势*

钛合金在航空航天、生物医疗等领域具有广泛而重要的应用,但钛合金是典型的难加工金属,其切削润滑问题是制约钛合金加工效率与质量的关键所在,目前尚未得到较好的解决。从钛合金切削中的摩擦学问题、切削润滑问题、水基润滑问题三方面介绍钛合金切削润滑研究现状,以有望解决钛合金切削润滑问题的水基润滑为基础,从适合于钛合金切削润滑的微量润滑技术及纳米颗粒增效两方面探讨钛合金切削水基润滑研究的发展趋势,并总结以水基润滑剂为基础的高性能钛合金切削液体系设计是未来研发新型高效环保钛合金切削液的重要途径。     

氧化铝空心球砂带磨削钛合金的材料去除及表面质量研究

为了解决航空发动机钛合金叶片磨削加工中砂带使用寿命不足的问题，采用新型氧化铝空心球开展钛合金试样砂带磨削的相关工艺试验研究。通过单因素试验分析氧化铝空心球砂带加工钛合金板材中工艺参数对表面粗糙度和磨削比的影响，确定空心球砂带磨削钛合金参数的合理范围，进而通过正交试验研究磨削压力、磨削线速度、进给速度以及磨粒粒度等因素对表面粗糙度和磨削比的影响程度，确定空心球砂带磨削钛合金的最优工艺参数组合。     

钛合金零件喷丸工艺及质量控制

目前,钛合金材料被广泛应用于国内航空工业中,但由于钛合金材料具有疲劳强度低、分散性大、硬度低及耐磨性能差等缺点,限制了其进一步应用。喷丸强化能够显著改善钛合金材料的抗疲劳性能,提高其微动疲劳抗力,从而可大幅提升钛合金零件的耐久性和可靠性。本文结合飞机起落架钛合金零件的喷丸强化实践,从材料和设备、制造过程以及维护质量3个方面进行控制,进一步保证了喷丸质量,提高了钛合金零件的使用寿命。     

钛合金材料的钻孔技术分析

钛合金热稳定性好,高温力学变形系数小,具有良好的抗腐蚀性和粘接性能,主要应用于航空航天等领域中。但是钛合金导热系数低,单位面积上的切削力大,造成钛合金在钻削时,刀具磨损快,易导致钻头烧结、卡钻、钻斜、尺寸超差等。本文针对钛合金磨削钻削难加工问题,通过正确选择钻头角度、钻削用量、钻削冷却液等参数,保证钛合金零件钻削精度要求。     

钛合金材料小螺孔攻丝的工艺分析及应用

针对产品加工需求,叙述了钛合金的性能特点,同时分析了影响钛合金小螺孔攻丝加工的主要因素,并提出改进钛合金攻丝加工的工艺参数和相应措施。