钛合金的加工形式

《装备制造技术）２０１０年第７期　

Ｂ型钛合金细长轴套的加工工艺分析　

王彩霞　

（　安航空技术高等专科学校机械工程系，陕两西安７　１００７７）　

摘要：针对细长轴类零件和钛合金的加工难点及特性，从工作实践中总结了自车削加工到磨削的工艺过程．提出了切实可行的工艺　方案，完成了一种细长轴套的钛合金零件加工。　

关键词：钛合金；细长轴套；工艺过程；分析　

中图分类号：ＴＨ１６２＊．１　文献标识码：Ｂ　

钛合金的主要性能是比强度高，热强性高，化学活性大，　

导热性差。因此，钛合金的机加工特性是：变形系数小，切削在　

前刀面的滑动磨擦的距离大大增大，加速刀具磨损；导热系数　

低，仅是钢的１／４，铝的１／１３，铜的１／２５；因切削区散热慢，在切　

削加工过程中易粘刀等。下面就细长轴套钛合金零件的加工　

工艺，做些有益的探讨。　

１　零件的结构特点　

零件如图１所示。一般长径比Ｌ／Ｄ＞２０即为细长轴类零　

件，而该零件长２２１．４　ｍｍ，最小直径为　６．３２４　ｍｍ。长径比达　

３５：１。材料为钛合金Ｔｉ６ＡＩ４Ｖ，属难加工材料。　２￣ｊｎ－ｒ的难点　文章编号：１　６７２—５４５Ｘ（２０１　０）０７－００９９—０３　

２．１零件变形　该零件类型为细长轴，长径比达３５：１，特别是中间有一段　

长为８８．２６　ｍｍ的平面，深度接近零件截面中心，破坏了零件　的结构，造成零件更易变形，引起尺寸精度及形位误差。　２．２加工工艺　（１）细长轴套的车削变形。该细长轴套在车削过程中，由　

于其刚性差，在切削力和切削热的作用下，轴套很容易产生弯　曲变形，这样就破坏了刀具和零件相对运动的准确性，使；￣ｎ－ｒ　出来的轴套产生中间粗、两头细的形状，严重影响零件的加工　精度。同时轴套产生弯曲变形后，还会引起工艺系统振动，使　零件的表面粗糙度增大。　

ｌ０７＿３２±０．１０　上　１０．０２５　ＩＡ　８８．２６±０．１２　圈　１＇　ｒ　．　…　．　４９９　ｌ串Ｉ６０．０５∞Ｉ　０ｌ　……；．　

钛合金零件的加工方法

嘿，朋友们！今天咱就来唠唠钛合金零件的加工方法。

你说这钛合金啊，那可真是个厉害的角色呢！它强度高、耐腐蚀性强，就像个坚韧不拔的勇士。要加工它，那可得有点真本事。

咱先说说车削吧。车削就像是给钛合金零件来一场精心的雕刻。刀具得选好，要锋利，就像战士手中的宝剑，能快速而准确地切削。而且车削的时候，速度和进给量都得把握好，不能太快也不能太慢，这就好比走路，太快容易摔跟头，太慢又走不到目的地。

再讲讲铣削。铣削就像是给钛合金零件打造各种形状的魔法。铣床就像个神奇的工具，能把钛合金变成我们想要的样子。但这里面也有讲究呢，刀具的角度、铣削的深度，都得拿捏得死死的，不然加工出来的零件可就不完美啦。

还有磨削呢！磨削就像是给钛合金零件来一次精细的打磨。要把表面磨得光滑如镜，这可不是一件容易的事呀。得有耐心，一点点地磨，就像给一件艺术品抛光一样。

加工钛合金零件的时候，还得注意冷却。这就好比人跑步累了要喝水一样，不冷却，刀具和零件都容易受损。冷却剂得选对，要能起到好的冷却效果。 另外啊，加工过程中的精度控制也特别重要。这就像射箭，要瞄准靶心，稍有偏差可就不行啦。每一个尺寸都得精确到毫米甚至更小，这样加工出来的零件才能完美契合。

还有啊，别忘了加工环境也很关键呢！干净整洁的环境能让我们更专注地进行加工，就像在一个舒适的房间里做事一样，心情都不一样呢。

哎呀，说了这么多，总之，加工钛合金零件可不是一件容易的事儿啊！这需要技术、经验、耐心和细心。但只要我们掌握了正确的方法，就一定能加工出高质量的钛合金零件。你想想，当你看到自己加工出来的完美零件，那得多有成就感啊！是不是？所以，加油吧，朋友们！让我们在加工钛合金零件的道路上越走越远，越做越好！

钛合金精密电火花加工参数研究

钛合金是一种常用的工程材料，具有低密度、高强度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车制造和医疗器械等领域。然而，由于其高硬度和难加工性，钛合金的加工一直是一个具有挑战性的问题。

电火花加工是一种非传统的加工方法，可用于加工高硬度和难加工性材料。在电火花加工过程中，通过在工件和电极之间施加高频脉冲电压，利用电火花放电的高温和高压能够溶解材料，并通过控制放电参数来实现精密加工。

钛合金的电火花加工参数研究对于提高加工质量和效率非常重要。下面将介绍一些关键的电火花加工参数，并对其进行详细讨论。

首先，电极材料是影响电火花加工效果的重要因素之一、一般情况下，电极材料应具有良好的导电性、导热性和耐磨性。对于钛合金的电火花加工，通常选用铜和铜合金作为电极材料，因为铜具有良好的热导性能，可以快速散热，从而减少工件变形和孔壁悬挂等问题。

其次，放电能量是影响加工效果的另一个关键参数。放电能量包括放电电流和放电时间，可以通过调节电极与工件之间的距离和放电脉冲宽度来控制。较高的放电电流和放电时间可以增加放电能量，加快材料熔化和去除速度，但也容易导致工件烧伤和电极磨损。因此，在钛合金的电火花加工中，放电能量的选择应在保证加工效率的同时，避免对工件和电极造成过大的损伤。

此外，冲击时间也是影响加工效果的重要参数之一、冲击时间是指放电脉冲的开关时间，对于钛合金的电火花加工来说，较短的冲击时间可以增加放电次数，提高加工效率，但也会增加电极磨损和放电面积不均匀的风险。因此，需要根据具体的工件形状和加工要求来选择合适的冲击时间。

最后，冲击间隙也是一个需要考虑的重要参数。冲击间隙是指电极与工件之间的距离，对于钛合金的电火花加工来说，较小的冲击间隙可以提高放电能量的传递效率，提高加工效果，但也容易产生电极磨损和工件变形等问题。因此，在钛合金的电火花加工中，需要根据工件的几何形状和加工要求来选择合适的冲击间隙。

钛合金的精炼方法

除去钛及钛合金中的杂质，生产纯度符合用户要求过程，即为钛或钛合金的精炼。工业上常用的方法有克劳尔法、熔盐电解精炼法、碘化物热分解法和电子束熔炼法。一般来说，克劳尔法的纯度可达4N～5N级，电解法和碘化法的纯度可达5N～6N （气体元素除外）。此外，几种精炼方法的结合可以进一步提高钛的纯度，可以达到7N级。

1、克劳尔（Kroll）法

克劳尔法是国内外批量生产海绵钛的主要方法，其还原反应如下式所示。

TiCl4+2Mg→Ti+2MgCl2

劳尔法生产海绵钛的具体工艺流程：首先是要进行选矿，然后将钛矿在石油焦和氯气的作用下制得到粗TiCl4，粗TiCl4再经过蒸馏除杂和反应除钒后得精制TiCl4，精制TiCl4加入到盛有熔融Mg液的特定反应容器中进行还原，反应结束后蒸馏除去过剩的Mg和MgCl2，得到海绵状的钛坨，最后取出钛坨，经过粉碎、分级、封装等得到商品海绵钛。

根据海绵钛的硬度和杂质含量，可将海绵钛分为6个级别，其中零级海绵钛纯度为99.7%。国内还没有采用Kroll法直接生产高纯钛的有关报道。日本自1987年住友钛公司采用克劳尔法生产出了3N级海绵钛（不包括气体元素含量） 以来，经过多年的技术革新，2001年已经能够生产出5N （99.999%） 级高纯钛。为了提高海绵钛的品质，日本东邦钛和住友钛两大公司从原料、设备和工艺等方面进行革新。

原料方面必须首先提高TiCl4和Mg的纯度，因为海绵钛中一半以上的杂质来源于原材料，生产5N级钛时TiCl4纯度要达到6N级。为此，日本东邦钛公司改进了TiCl4的精炼工艺，使得TiCl4杂质元素含量极低，其中As、Sb、Sn的含量由原来的0.001%、0.0002%、0.0003%下降到0.000001%、0.000007%、0.000001% （质量分数）。在提高TiCl4纯度的同时，必须减少MgCl2电解和Mg运输过程中金属元素对Mg的污染。为此，日本采用纯铁制作盛Mg装置，减少了Ni的污染。在电解过程中，采用静置和废钛过滤法除去MgCl2中的Ni，然后精炼，使得海绵钛生产中Ni的质量分数由0.003% ～0.03%降到0.0002%以下。