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钛加工工艺的技术特点

世界钛加工工艺的技术特点和发展趋势

目前,世界钛技术的发展趋势为:钛的制备、加工技术,包括海绵钛生产、钛合金材料设计及加工过程等的低成本化;大型优质钛合金坯料 制备技术,包括新型电子束和等离子冷床炉熔炼技术;高效、短流程钛合金加工技术,包括单次冷床炉熔炼直接轧制技术,钛带连续加工技术生产 等;近净成型技术,包括激光成形、精密铸造、精密锻造、超塑成型/扩 散连接、喷射成形等;钛的推广应用技术,包括生物医用钛、汽车用钛、 建筑用钛等。

在生产技术方面,克劳尔法仍是生产海绵钛的主导工艺。电子束冷 床炉熔炼技术已在钛铸锭的制备上进行了商业化应用,大型锻件和精密锻 造技术正在不断地发展,激光成型等近净成型技术日益得到应用。一些常 规加工技术如锻造、轧制等已完全实现了计算机自动控制。人工神经网络 模型在钛合金中的应用解决了一些钛合金的实际问题。

(1)钛合金机加工特性分析 首先,钛合金导热系数低,仅是钢的 1/4,铝的 1/13,铜的 1/25。

因切削区散热慢,不利于热平衡,在切削加工过程中,散热和冷却效果很 差,易于在切削区形成高温,加工后零件变形回弹大,造成切削刀具扭矩 增大、刃口磨损快,耐用度降低。

其次,钛合金的导热系数低,使切削热积于切削刀附近的小面积区 域内不易散发,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削热不易散发,加速刀 具磨损。

最后,钛合金化学活性高,在高温下加工易与刀具材料起反应,形 成溶敷、扩散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。