钛合金加工方法的多样性

王光祖，张相法，位 星，王永凯，王大鹏

(1.郑州磨料磨具磨削研究所，郑州 450001；2.郑州中南杰特超硬材料有限公司，郑州 450001)

1 引言

钛合金被认为是“质轻、高强、耐热”材料的典型代表，它的强度高于钢，密度仅为其60%，并可长期服役于300 ℃～350 ℃的温度环境，加之不同型号钛合金展现出的在成形和焊接等方面的特点，使钛合金广泛应用于工程领域，最具代表的是航天航空领域。

2 钛合金切削、磨削加工存在的主要问题

钛合金材料主要有下列几个磨削特点：

(1)磨削比低，砂轮粘附严重。观察单颗磨粒磨削钛合金的磨粒顶端或磨削钛合金的砂轮表面，钛呈云雾状遍布粘附于磨粒顶部，几乎看不到磨粒。由于粘附物与钛合金磨削表面还要再接触，在磨削力作用下，导致砂轮磨损严重，磨耗比下降。

(2)磨削力大，磨削温度高。通过对单颗磨粒磨削实验分析发现，钛合金磨削时，滑擦过程所占的比重较大，而磨粒与工件的接触时间极短，在此极短的时间内产生强烈摩擦和急剧的弹、塑性变形，最后钛合金才被切去而成为磨屑，产生大量的磨热，磨削温度高达1000℃～1500℃。另外磨削钛合金粘附严重，变形剧烈，钛合金钢的导热性又很差。因此，磨削力大，磨削温度高，法向磨削分力比磨削45号钢大数倍，切向磨削分力大近一倍，磨削温度也高近一倍。

(3)磨削过程中变形复杂形成层叠状挤裂切屑。

(4)化学活性高，表面易生成硬脆性变质层。钛及钛合金高温时化学活性很高，生成TiO2、TiN、TiH等脆硬层，降低了塑性。……