一、钛加工的原料制备与初级加工
1、海绵钛制备
通过氯化法从钛矿石中提取四氯化钛,再经镁热还原法获得海绵状纯钛,此为钛金属的初始形态。
2、熔炼铸锭
海绵钛经油压机压实成电极块,真空焊接后置于自耗炉中熔炼,形成圆柱形钛锭。
3、热加工成型
钛锭加热至1168℃后,由万吨级油压机反复轧制,逐步压延成板坯或薄板。
二、机械加工工艺
1、切削加工难点与对策
导热性差:钛导热系数仅为钢的1/7,切削热量易积聚于刀具刃口,需特制刀具并控制进给速度。
化学活性高:高温下易与氧/氮反应硬化表面,需采用冷却液隔绝空气。
弹性变形大:加工中易振动,需增强机床刚性并降低切削力。
2、CNC加工流程示例
定位基准:以工件尖角为坐标零点,分阶段加工斜面与深槽,预留电火花加工区域。
分面加工:先粗铣大面并精修,再翻面重复工序,避免变形。
三、表面处理方法
1、机械处理
喷砂:高压喷射磨料去除氧化层,调控表面粗糙度。
抛光:机械抛光提升光洁度,适用于要求镜面的部件。
2、热处理强化
退火:加热缓冷消除应力,增强塑性,降低脆性;
固溶处理:高温急冷形成过饱和固溶体,提高硬度与强度;
时效处理:中温保温析出强化相,优化耐腐蚀性及强度。
四、特殊工艺挑战
车削粘刀问题:钛合金材质软黏,易缠绕刀具,需优化刀具几何角度与冷却方案。
深槽加工限制:深窄槽区域常需结合电火花或线切割工艺,避免刀具断裂。
通过综合应用热加工控形、机械加工参数优化及表面强化处理,可突破钛合金难加工瓶颈,满足航空航天等高精度需求。
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