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加工钛合金铣刀钛合金专用铣刀钛合金专用铣刀钛合金专用铣刀三刃铣刀四刃铣刀球头铣刀四刃平头铣刀，圆鼻铣刀，钨钢合金铣刀，钛合金专用铣刀三刃铣刀，四刃铣刀钛合金铣刀，关键要锋利.前刀面的光洁度要好.而且刀子又要刚性好塑性优.这就决定了钛合金专用铣刀必须要用韧性优硬度高的硬质合即钨钢合金，并且要更优良的涂层。
另外更精准的刃磨不可缺少，刀具稳定性好，刀具的同心度高，才可以对付比较难切削的钛合金，开粗要用开粗的铣刀，精修要用精密精修刀具，使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛（TA1、TA2和TA3）钛合金具有强度高而密度又小，机械性能好，韧性和抗蚀性能很好。
另外，钛合金的工艺性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。
还有抗磨性差，生产工艺复杂。
钛的工业化生产是1948年开始的。
航空工业发展的需要，使钛工业以平均每年约8%的增长速度发展。
目前世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。
东莞市立浩五金科技有限公司对这一专用铣刀比较有优势。
欢迎咨询在切削钛合金的过程中，应注意的事项有：切削加工钛合金应从降低切削温度和减少粘结两方面出发，选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料，MG类硬质合金即钨钢比较合适。
由于高速钢的耐热性差，因此应尽量采用硬质合金即钨钢合金制作的刀具。
(1)由于钛合金的弹性模量小，工件在加工中的夹紧变形和受力变形大，会降低工件的加工精度；工件安装时夹紧力不宜过大，必要时可增加辅助支承。
(2)如果使用含氢的切削液，切削过程中在高温下将分解释放出氢气，被钛吸收引起氢脆；也可能引起钛合金高温应力腐蚀开裂。
(3)切削液中的氯化物使用时还可能分解或挥发有毒气体，使用时宜采取安全防护措施，否则不应使用；切削后应及时用不含氯的清洗剂彻底清洗零件，清除含氯残留物。
(4)禁止使用铅或锌基合金制作的工、夹具与钛合金接触，铜、锡、镉及其合金也同样禁止使用。
什么材料做刀最好做刀的材料有很多种，每种材料都有其独特的特点和适用的场景。
在选择刀具材料时，需要考虑刀的用途、刀的功能需求、使用环境等因素。
下面将介绍几种常见的刀具材料以及其特点和适用场景。
1. 不锈钢：不锈钢是最常见的刀具材料之一，它具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，因此成为了家用刀具的首选。
不锈钢刀具耐用，易于保养，不易生锈，适合在日常生活中使用，如烹饪、切水果等。
2. 高碳钢：高碳钢刀具的主要特点是硬度高，耐磨性好，刀锋锋利且持久。
由于高碳钢含有较高的碳含量，因此易于锻造和进行刀刃调整。
高碳钢刀具适合于需要持久锋利刀锋的工具，如打猎刀、生存刀等。
3. 叠层钢：叠层钢是将不同种类的钢材叠加在一起，通过多次折叠和锻造形成的。
叠层钢刀具继承了多种钢材的优点，比如具有高碳钢的硬度和耐磨性以及不锈钢的抗腐蚀性。
叠层钢刀具通常具有美观的纹理和特殊的外观，适合作为收藏和赏析的刀具。
4. 陶瓷：陶瓷刀具的主要特点是硬度高、刀锋锐利、抗腐蚀性强，且不会对食材产生氧化反应。
陶瓷刀具适合用于切割水果、蔬菜等软质食材，但不适合用于切割硬质食材和骨头，因为陶瓷容易脆裂。
5. 钛合金：钛合金是一种轻质且高强度的材料，具有非常高的耐腐蚀性和耐磨性。
钛合金刀具具有良好的刀锋保持性和抗刮伤性能，适合用于户外野营、登山等活动中。
6. 金属陶瓷复合材料：金属陶瓷复合材料是将金属和陶瓷两种材料结合而成的复合材料，具有金属的韧性和陶瓷的硬度。
金属陶瓷复合材料刀具具有优异的切割性能和抗腐蚀性能，适合用于外科手术刀具和工业刀具等领域。
总而言之，没有一种材料可以适用于所有的刀具，选择合适的刀具材料要根据实际需求和使用环境来决定。
以上介绍的几种常见的刀具材料只是其中的一部分，读者可以根据自己的需求来选择适合自己的刀具材料。
钛合金切削加工标准文件钛合金特点比强度高。
钛合金密度小(4.4kg/dm3)重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。
2) 热强性高。
钛合金的热稳定性好，在300～500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。
3) 化学活性大。
钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成TiC及TiN硬化层。
导热性差。
钛合金导热性差，钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m·℃，导热系数是0.036卡/厘米·秒·℃。
刀具材料选用·足够的硬度。
刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。
·足够的强度和韧性。
由于刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力，因此必须有足够的强度和韧性。
·足够的耐磨性。
由于钛合金韧性好，加工时切削刃要锋利，因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力，这样才能减少加工硬化。
这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。
·刀具材料与钛合金亲合能力要差。
由于钛合金化学活性高，因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金，造成粘刀、烧刀现象。
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料进行试验表明，采用高钴刀具效果理想，钴的主要作用能加强二次硬化效果，提高红硬性和热处理后的硬度，同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
在选用可换式刀片时，要选用WSP 或WAK系列涂层（以WALT技术为参考），无涂层的也可以。
打磨时应选用锉刀等工具，并注意不能和其他重金属接触。
铣刀的几何参数钛合金的加工特性决定刀具的几何参数与普通刀具存在着较大区别。
·螺旋角β 选择较小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散热快，同时也减小切削加工过程中的切削抗力。
·前角γ 切削时刃口锋利，切削轻快，避免钛合金产生过多切削热，从而避免产生二次硬化。
·后角α 减小刀刃的磨损速度，有利于散热，耐用度也得到很大程度的提高。
切削参数选择钛合金机加工应选择较低的切削速度，适当大的进给量，合理的切深和精加工量，冷却要充分。
钛合金车削加工刀具和切削用量的研究作者：游红超袁芬来源：《电子世界》2013年第08期【摘要】刀具材料、刀具的几何角度以及切削用量的选择对于钛合金的车削加工有很大影响。
加工钛合金的刀具必须具备较高的热硬度、耐磨性、良好的韧性、较低的化学活性和较高的导热系数。
【关键词】钛合金；刀具材料；强度；耐磨性1.前言钛合金是继铁、铝之后的第三金属材料，由于钛合金具有无磁性、抗腐蚀性好、热强度高、质量轻等优点，最初它在美国的航空航天领域的应用中占有很重要的地位。
随后世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，并相继对其进行了研究开发，广泛应用于工业生产、人民的日常生活中。
钛合金在生物医学方面有应用，钛合金在民用领域方面有应用：钛合金在自行车行业、汽车行业及体育行业都有广泛的应用。
钛合金制品应用势头发展迅猛的另一行业是汽车业。
研发直现今，汽车发动机气门、曲轴、连杆、悬簧、消音器和车体等，都用上了钛或钛合金。
2.钛合金的组织和性能根据退火处理后钛合金的金相组织分，钛合金可分为α、（α+β）、β钛合金三类（PCBN 高速切削钛合金实验研究）。
（1）α钛合金退火组织为单一α相固溶体的钛合金称为a钛合金。
a钛合金主要以添加含有a稳定元素Al和中性元素，基本上不含或仅含少量的β稳定元素。
广义上的a钛合金包括平衡状态下含有很少β相的近a钛合金。
a钛合金的特点是组织稳定，高温性能好，热稳定性好，是耐热钛合会的基础。
但由于其不能承受热处理强化，因此室温下强度不是很高。
（2）β钛合金从β区淬火后能将高温的β-Ti稳定至室温即得到β钛合金或介β钛合金。
广义上的β钛合金包含平衡状态下不含α相的全β钛合金、具有较少α相的介稳定β钛合金以及具有较多α相的近β钛合金。
由于β钛合金体的心立方晶格结构，滑移系多，易产生塑性变形，高温组织稳定性差。
（3）α+β钛合金α+β钛合金是以α相为基体，添加适当的β稳定元素，一般也称为双相钛合金。
两相钛合金具有较好的综合力学性能，强度高于α钛合金，同时又保留了α钛合金的耐热性，可进行热处理强化，热加工性好。
TA15 TB6钛合金切削加工用量和刀具的选择加工的研究是必要的，特别是铳削高效加工的探索尤其显得紧迫和重要。
TA15、TB6钛合金材料主要特征TA15 a钛合金是a相固熔体组成的单相合金。
该合金室温强度在930MPa以上，耐热性高于纯钛，组织稳定，抗氧化能力强，500〜600 C下仍保持其强度，抗蠕变能力强，但不能进行热处理强化。
TB6 b钛合金是b相固熔体组成的单相合金。
该合金室温强度在1105MPa以上，但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
TA15、TB6钛合金的切削加工工艺特性摩擦系数大，导热系数低，刀尖切削温度高。
钛合金热导率仅为钢的1/4、铝的1/14、铜的1/25 ,因而散热慢，不利于热平衡。
切削时产生的切削热都集中在刀尖上，使刀尖温度很高，易使刀尖很快熔化或粘结磨损而变钝。
弹性模量小。
钛合金的弹性模量只有30CrMnSi的56%，这说明零件的刚性差，切削时易产生弹性变形和振动，不仅影响零件的尺寸精度和表面质量，而且还影响刀具的使用寿命；同时造成已加工面的弹性恢复较大，刀具后面摩擦增加导致刀具过快磨损。
化学活性大。
在300 C以上时有强烈的吸氢、氧、氮的特性，造成加工表面易产生脆硬的化合物，切屑形成短碎片状，使刀具极易磨损。
钛合金化学亲和力较强，极易与其他金属亲和结合。
在加工中切屑与刀具的粘结现象严重，使刀具的粘结和扩散磨损加大。
TA15、TB6钛合金零件切削用量和刀具参数的选择主要加工方法钛合金零件的加工余量比较大，有的部位很薄（2〜3mm），主要配合表面的尺寸精度、形位公差又较严，因此每项结构件都必须按粗加工T半精加工T精加工的顺序分阶段安排工序。
主要表面分阶段反复加工，减少表面残余应力，防止变形，最后达到设计图的要求。
其主要的加工方法有铳削、车削、磨削、钻削、铰削、攻丝等。
铳削用量及刀具的选择钛合金结构件中大量应用铳削加工，如零件内外型面。
刀具应选择具有高硬度、高抗弯强度和韧性、耐磨性好、热硬性好、工艺性好、散热性好的材料，主要为高速钢W6Mo5Cr4V2AJ W2Mo9Cr4VCo5（M42和硬质合金YG8 K3O Y330。
高速铣削钛合金涂层刀具优选作者：翟万振鲍明志来源：《科学与财富》2017年第03期摘要：Ti6Al4V自身的切削加工特性致使刀具材料的选择对加工有着很大影响。
刀具涂层技术的发展与进步对提高刀具的切削性能和实现不同材料的高速切削起到了关键的作用。
在材料的切削加工过程中，每个工件材料都会对应一种或几种特别适合其加工的高效刀具材料。
本文主要分析适合钛合金切削的刀具涂层材料并对适合其加工的涂层刀具进行优选。
关键词：刀具；涂层；钛合金；切削1.刀具涂层制备工艺方法及涂层材料优选原则1.1刀具涂层的工艺方法涂层制备工艺的方法主要有物理气相沉积法（PVD）和化学气相沉积法（CVD），其它方法还有如溶胶-凝胶法、等离子化学气相沉淀法（PCVD）、电镀、溶盐电解等，但都还存在较大的应用局限性。
对于金属切削刀具其表面涂层的制备通常选用PVD和CVD法。
1.2刀具涂层的优选原则（1）刀具涂层材料的物理力学性能比较钛合金高速切削过程中由于切削温度高，加工刀具材料必须具备高的硬度、耐磨性、高的导热系数、低的摩擦系数和低的化学活性。
PCD涂层硬度大，抗磨损能力强，耐热温度可达1000℃，并且摩擦系数很小0.02-0.15之间，此外TiAlN、AlTiN和AlCrN等涂层也具有较好的物理力学性能，耐热温度达到800℃以上。
（2）刀具涂层材料的化学性能比较Ti6Al4V加工刀具磨损主要有粘结磨损和元素的氧化扩散磨损，因此刀具材料必须选取抗粘结性高和化学活性低的涂层材料。
表中可以看出PCD的抗粘结、抗氧化和元素扩散强度都比较好。
2.常用硬质合金涂层刀具性能针对Ti6Al4V加工特性，刀具涂层技术可有效的解决刀具材料的力学、物理和化学性能之间的矛盾，对刀具寿命的延长起到重要作用。
（1）高的硬度及耐磨性一般而言，硬质合金涂层刀具有比硬质合金更高的硬度和抗磨损能力，如TiN、TiC、TiCN、TiAlN、AlTiN和金刚石等硬质合金涂层刀具有的可达到HV3000～4000，甚至高达HV9000。
钛合金以优异的综合力学性能、低密度以及良好的耐腐蚀性，被誉为是一种使人类走向太空时代的战略性金属材料，不仅在航空航天及军工领域得到广泛的使用，而且开始逐渐渗透到经济生活的各个方面。
随着中国航空航天事业的发展，钛合金的加工技术受到更多的关注和研究。
钛合金的分类
钛合金按照不同的方法有不同的分类，最常用的分类方法是按退火后组织特点分类，可分成α、α+β、β型钛合金[1-4]。
α型钛合金密度小，有很好的热强性和热稳定性，焊接性能好，室温、超低温和高温性能良好，但不能进行热处理强化。
例如TiAl在600℃时，仍然有很高的强度，而且蠕变性能、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等方面都有好的表现，常用于喷气发动机涡轮盘和叶片的制造。
图1钛合金航空发动机叶轮
α+β型钛合金双相合金，组织稳定，韧性、塑性和高温变形性能随着β相稳定元素的增加而提高；有较好的热压力加工性，能进行淬火时效使合金强化，热处理后的强度约比退火状态提高50％~100％；高温强度高，可在400~500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。
α+β型钛合金中Ti-6Al-4V(中国牌号TC4)是钛合金中使用量最大的钛合金，在美国，其产量占钛合金产量一半以上，以其优良的综合力学性能和切削加工性大量用于航空零件制造[5-9]。
图1为钛合金航空发动机叶轮。
β钛合金是β相固溶体组成的单相合金，室温的强度较高，冷加工和冷成型加工能力强，未热处理即具有较高的强度，淬火时效后合金强度得到进一步强化，室温强度可达1372~1666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用[10-13]。
钛合金切削加工的特点
钛合金本身所具有的物理和化学性能给切削加工带来了困难，具体表现有以下6点。
(1)钛合金的导热性差，是不良导热体金属材料。
由于导热、导温系数小，是45号钢的1/6，所以在加工时所产生的高热量不能有效扩散，同时刀具的切削刃和切屑的接触长度短，使热量大量聚集在切削刃上，温度急剧上升，导致刀刃的红硬性下降，刀刃软化，加快刀具磨损[14]。
(2)钛合金的亲和力大。
钛合金在加工中黏刀现象严重。
增大了刀体与工件的摩擦，摩擦导致大量的热，降低了刀具的使用寿命。
(3)高的化学活性。
在加工中，随着切屑温度的升高，容易与空气中的O、N、CO、CO2、H2O等发生反应，使间隙元素O、N的含量增加，工件的表面氧化变硬，难以加工，增大了刀具单位面积上所承受的切削力，刀尖应力变大，同时使前刀面和后刀面与工件的摩擦加
剧，这将导致刀刃迅速磨损或崩刃[15]。
图2硬质合金刀具
(4)钛合金的变形系数不大于1。
在切削加工中，刀-屑接触面积小，增大了切屑和前刀面的摩擦，提高了切削温度，加快了刀具前刀面磨损。
(5)钛合金的弹性模量小，在切削中容易产生较大变形、回弹、扭曲和振动，造成加工件几何形状和精度差，表面粗糙度增大，刀具磨损增加。
(6)不同的加工方法，钛合金的加工难度不同。
按机械加工由易到难排序为：车削、铣削、钻削、磨削。
其中钻小直径深孔更困难[16]。
钛合金切削加工的刀具材料
钛合金加工的高成本是阻碍其广泛使用的主要原因，寻求一种高效率、低成本的加工方法已成为当今钛合金研究的热点。
刀具材料的选择对于钛合金的加工有很大影响。
加工钛合金的理想刀具材料必须同时具备较高的热硬度，良好的韧性、耐磨性，高的导热系数和较低的化学活性，在铣削时，刀具还应具有良好的抗冲击性。
当今在生产实际中用来加工钛合金的刀具材料主要有：硬质合金、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)等。
经过生产实际验证，硬质合金和PCD刀具被认为是加工钛合金比较理想的刀具材料[17]。
图3聚晶金刚石(PCD)刀片
1硬质合金刀具
硬质合金刀具(见图2)是目前加工钛合金应用最为广泛的一种刀具。
因其低廉的价格、优良的导热性、较高的硬度、韧性和红硬性己成为国内企业加工钛合金的首选。
硬质合金按晶粒的大小可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金；按化学成分可分为钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)和添加稀有碳化物类(YW)。
由于钨钴钛(YT)类刀具和钛合金有强烈的亲和力，所以目前在工业生产中获得广泛应用的仍然是钨钴类硬质合金YG8、YG6、YG3等。
如果使用添加的稀有金属的细晶粒硬质合金Y A6、YD15、YG10H、YS2等，可提高刀具的寿命和加工效率。
硬质合金加工钛合金速度可以达到45m/min以上[18]，但当切削速度继续增加时，刀具和工件接触面的温度迅速升高，同时由于Co的熔点较低，在高的切削温度及元素扩散作用下，造成了刀具材料中W和Co元素的扩散和流失，降低了刀具的硬度和韧性，使硬质合金刀具发生严重的塑性变形、粘结磨损和扩散磨损，导致刀具失效[19]，因此，硬质合金刀具只适合切削速度小于75m/min的钛合金[20]。
2聚晶金刚石(PCD)刀具
聚晶金刚石刀具(见图3)具有极高的硬度和耐磨性、刃口锋利、低摩擦系数、高弹性模量、高导热系数、以及与非铁金属亲和力小等优点。
金刚石刀具主要有聚晶金刚石(PCD)刀具和化学气相沉积刀具(VCD)金刚石刀具。
金刚石类刀具适用于钛合金的精加工和超精加工。
金刚石的耐热温度只有700~800℃，加工时必须进行充分的冷却和润滑。
试验表明[21]，在切削速度105m/min的情况下车削钛合金Ti-6A1-4V时，PCD刀具并没有发生粘结磨损，在刀具前、后刀面也都粘有较多钛合金，这些粘着物会被切屑慢慢带走，不会图2硬质合金刀具对切削刃带来损害，因为在刀具表面会形成一层薄薄的TiC层，这种TiC层很稳定，能很大程度降低PCD刀具前、后刀面的粘结和扩散磨损。
但是由于PCD刀具刀尖锋利和切削温度高，在切削加工中更易发生微崩刃和石墨化引起的沟槽磨损。
图4聚晶立方氮化硼PCBN车刀
3聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具
如图4所示为聚晶立方氢化硼PCBN车刀，PCBN刀具的硬度虽然略低于金刚石，但却远远高于其他高硬度材料，而且PCBN刀具热稳定比金刚石高得多，可达到1200℃以上，适合高温干切削。
另一个优点是化学惰性大，与钛合金在1200℃不起化学反应。
PCBN刀具加工钛合金与硬质合金刀具相比，有着切削速度高、表面粗糙度低和刀具寿命长等特点，并且在高速、低进给量、低背吃刀量的条件下，有更长的刀具寿命和非常好的工件加工表面粗糙度[22]，因此PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工，但由于PCBN刀具脆性很大，在切削加工中应重视刀具可能产生的破损和崩刃问题[16]。
钛合金切削加工的一般原则美国、日本、前苏联从20世纪60年代开始，由于军事工业和飞机制造业的需要，开始对钛合金的切削加工原则进行系统的研究，并获得了大量的成果。
钛合金主要的切削原则有以下5点。
(1)切削速度：切削速度是影响刀刃温度的重要因素。
过高的切削速度会导致刀刃过热、刀刃粘结和扩散磨损严重，刀具重磨频繁，会缩短刀具寿命。
同时会导致钛合金工件表面层开裂或氧化，影响其力学性能，所以应在保证较大的刀具耐用度的前提下，选择适当的切削速度，降低成本，保证加工质量。
(2)进刀深度和走刀量：走刀量的变化对温度的变化不大，所以降低切削速度增大走刀量是合理的切削方式。
如果有氧化层和皮下气孔层的情况，大的切深可以直接切到基体未氧化金属层，提高刀具的寿命[23]。
(3)刀具的几何角度：在切削钛合金时选择与加工方法相适应的前角和后角等几何参数并对刀尖适当的处理，会对切削效率和刀具的寿命有重要的影响。
试验证明，当车削时为了改善散热条件和增强切削刃，前角一般取5°~9°；为了克服因回弹而造成的摩擦，刀体的
后刀面一般取10°~15°；当钻孔时，缩短钻头长度、增加钻心的厚度和导锥量，钻头的耐用度可提高好几倍[24]。
(4)夹具的夹紧力：钛合金易变形，夹紧力不能过大，特别在精加工工序时，可以选择一定的辅助支承。
(5)切削液：切削液是钛合金加工中不可缺少的工艺润滑油。
切削液不仅可以有效降低切削温度，减少刀具和切削摩擦产生的热量，还可以充当切削过程的润滑剂，减少钛合金的切屑和刀具面的黏结，提高效率、降低成本，延长刀具的寿命。
但不能使用含有氯或其他卤元素和含硫的切削液，这类切削液会对钛合金的力学性能产生不良影响[25]。
结束语
综上所述，钛合金因其优良的性能在航空航天工业的使用比例逐年增加，但受切削加工成本高和加工效率低的影响，目前应用仍然受到较大限制。
随着刀具材料的研发和加工工艺的不断完善，钛合金的加工效率会大大地提高，加工成本将会明显下降，从而在造船、汽车制造、化工、电子、海洋开发等领域拥有广阔的应用前景。
文章链接：中国机床商务网/Tech_news/Detail/16953.html。
