鋁鈦合金型材的特性及其加工工藝

鋁鈦合金型材即在工業(yè)純鈦中加入合金元素，以提高鈦的強度。鈦合金可分三種：a鈦合金，b鈦合金和a＋b鈦合金。ab鈦合金是由a和b雙相組成，這類合金組織穩(wěn)定，高溫變形性能、韌性、塑性較好，能進行淬火、時效處理，使合金強化。鈦合金的性能特點主要表現(xiàn)在：

1)比強度高。鋁鈦合金型材密度小(4.4kg/dm3)重量輕，但其比強度卻大于超高強度鋼。

2)熱強性高。鋁鈦合金型材的熱穩(wěn)定性好，在300～500℃條件下，其強度約比鋁合金高10倍。

3)化學(xué)活性大。鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質(zhì)產(chǎn)生強烈的化學(xué)反應(yīng)，在表面形成TiC及TiN硬化層。

導(dǎo)熱性差。鈦合金導(dǎo)熱性差，鈦合金TC4在200℃時的熱導(dǎo)率l=16.8W/m·℃，導(dǎo)熱系數(shù)是0.036卡/厘米·秒·℃。

鋁鈦合金型材機加工特性分析

首先，鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)低，僅是鋼的1/4，鋁的1/13，銅的1/25。因切削區(qū)散熱慢，不利于熱平衡，在切削加工過程中，散熱和冷卻效果很差，易于在切削區(qū)形成高溫，加工后零件變形回彈大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快，耐用度降低。其次，鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)低，使切削熱積于切削刀四周的小面積區(qū)域內(nèi)不易散發(fā)，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削熱不易散發(fā)，加速刀具磨損。最后，鈦合金化學(xué)活性高，在高溫下加工易與刀具材料起反應(yīng)，形成溶敷、擴散，造成粘刀、燒刀、斷刀等現(xiàn)象。

刀具材料選用應(yīng)滿足下列要求：

·足夠的硬度。刀具的硬度必須要遠大于鋁鈦合金硬度。

·足夠的強度和韌性。由于刀具切削鋁鈦合金時承受很大的扭矩和切削力，因此必須有足夠的強度和韌性。

·足夠的耐磨性。由于鈦合金韌性好，加工時切削刃要鋒利，因此刀具材料必須有足夠的抗磨損能力，這樣才能減少加工硬化。這是選擇加工鈦合金刀具重要的參數(shù)。

·刀具材料與鈦合金親合能力要差。由于鋁鈦合金化學(xué)活性高，因此要避免刀具材料和鋁鈦合金形成溶敷、擴散而成合金，造成粘刀、燒刀現(xiàn)象。