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车削钛合金用什么刀头好

日期:2019-11-11 18:43

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  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。

  硬质合金刀具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YA6、YD15、YG10H、YS2等,可提高刀具的寿命和加工效率。

  硬质合金刀具加工钛合金的速度可以达到45m/min以上,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,因此,硬质合金刀具只适合切削速度小于75m/min的钛合金。

  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,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。

  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,但却远远高于其它高硬度材料,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,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。

  展开全部加工钛合金切削用量的选用准则:应从降低切削温度的观点出发,采用较低的切削速度和较大的走刀量。由于高的切削温度使钛合金从大气中吸收氧和氢造成工件表面硬脆,使刀具剧烈磨损,因此在加工过程中,须使刀尖温度保持在合适的温度,避免温度过高

  加工钛合金的典型车刀具有如下特点:①刀片材料为YG6X,YG10HT;②前角较小,一般γ0=4°~6°,增强刀头强度;③有f=0.05~0.1mm的负倒棱,以增强刀刃的强度;④后角较大,一般α0=14°~16°,以减少后面的磨擦,提高刀具耐用度;⑤一般不允许磨出尖角或过渡刃,而磨出刀尖圆角r=0.5mm左右,粗车时可达r=1~2mm,以增强刀尖强度;⑥精车或车削薄壁件时,刀具主偏角要大,一般为75°~90°。

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