纯钛切削过程氧化膜特性研究

切削纯钛时加工表面产生的氧化膜会影响其物理性质。为探究纯钛在切削过程中的氧化膜特性，对纯钛进行单因素切削试验，观察氧化膜的形貌特征，检测其物相组成，并基于密度泛函理论的第一性原理分析氧化膜的形成机理。研究结果表明：切削表面生成一层氧化膜，其主要由TiO₂构成，随着进给量增加，TiO₂的含量逐渐增多；氧化膜表面凸凹不平，波形图上相邻波峰和波谷之间的距离及高度差均随着进给量的增加而增大；切削表面产生严重塑性变形，塑性变形厚度随进给量增加而增大；纯钛发生高温氧化时，氧原子被钛原子吸附至加工表面，并与钛原子间发生电荷转移生成O—Ti共价键，其与钛原子的结合能力由表及里逐渐减弱。