钛合金结构件工艺如何加工？

钛及其合金是20世纪50年代兴起的一种重要金属结构材料,同其它金属结构材料比较,钛加工件具有三个显著的优点:比强度高、中温性能好和耐腐蚀。因而,钛合金是当代先进飞行器和发动机的主要结构材料之一。

由于钛产品的初期成本已经相对较高,而人们又试图大限度地降低加工成本,并同时希望达到其佳性能,因此,精心选择加工路线和开发钛合金加工工艺特别重要。

近年来,钛棒厂家的不断努力,积累了一些经验,从而探索出以下几种新的工艺:

1.磨料水切割(AWJ)工艺

        钛铝合金AWJ工艺,其产生的工件表面机械和热损伤较小。研究了几何准确度和表面完整性与工艺参数的变化以及此工艺的操作参数(泵压力、材料移动速度、磨蚀流速度及投射距离)对输出工艺质量的影响 , 包括如下几项 : ①几何准确度 (切缝直线度 ) ; 表 面粗糙度均匀性 (在切削面沿切 削方向测量以研究条纹成形 ) ; ②工件表面完整性 (切割后砂粒 嵌入和可能的重铸显微层或切削 后材料拉拔 /显微裂纹 )等。

2.高速插铣工艺 

天津大学进行了钛合金高速 插铣动力学及铣削参数优化的研 究。插铣加工作为近些年兴起的 加工方式 , 以其比普通铣削效率 高一倍以上的材料切除效率 , 在 钛合金等难切削金属加工领域受建立了插铣加工的表面粗糙 度模型 , 从理论粗糙度、切削速 度和切削振动的角度分析了加工 表面粗糙度的成因 , 证明在合适 的铣削参数下 , 插铣加工可以达 到精加工的标准 , 并且对高速插 铣加工的稳定性作出了一些分 析。以生产率为目标函数 , 使用遗传算法对插铣切削参数进 行了优化 , 并与刀具厂商推荐的 切削参数进行了对比 , 发现切削 效率提高了1倍左右。

3.确保表面加工质量的抛光工艺

航空航天发动机对其工件表 面的完整性有严格要求 , 用于这 方面的抛光工艺技术精细 , 但很 少有人报道。Axinte D A等人研 究了不同抛光工艺对 Ti6A l4V耐 热合金工件表面完整性的影响 , 重点确定了一种钛合金的“优 化 ”抛光策略 , 使其能够抛光一 类以安全为主要目标的航空发动 机零件 ( TSCAE) , 并同时达到技术要求 /质量标准。