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鈦是非常活潑的金屬,在液態(tài)下,和氧、氮、氫和碳的反應(yīng)相當(dāng)快,因此鈦合金熔煉必須在較高的真空度或惰性氣體(ar或ne)保護(hù)下進(jìn)行。熔煉用坩堝均采用水冷銅坩堝,具體的熔煉工藝主要有三種方式:(1)非自耗電極電弧爐熔煉 合金熔煉在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。該工藝主要為自耗電極熔煉制備電極。(2)真空自耗電極電弧爐熔煉 以鈦或鈦合金制成的自耗電極為陰極,以水冷銅坩堝為陽(yáng)極。熔化了的電極以液滴形式進(jìn)入坩堝,形成熔池。
使用溫度比鋁合金高幾百度,在中等溫度下仍能保持所要求的強(qiáng)度,可在450~500℃的溫度下長(zhǎng)期工作這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度,而鋁合金在150℃時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃,鋁合金則在200℃以下。 鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作,其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼;對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)。
鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)。同樣大小的鈦合金重量只是鋼的60%,但是卻比合金鋼的強(qiáng)度高。鈦合金被廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)零部件和耐熱零部件上,是當(dāng)代飛行器和發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)材料之一,被譽(yù)為“空間金屬”。隨著鈦合金加工技術(shù)日趨成熟,加工設(shè)備、刀具等不斷改進(jìn)、提高,現(xiàn)已能夠?qū)崿F(xiàn)超大型結(jié)構(gòu)件和精密復(fù)雜零件的穩(wěn)定加工。
加工鈦合金的主要工藝訣竅如下:(1)采用正角型幾何形狀的刀片,以減少切削力、切削熱和工件的變形。(2)保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化,在切削過(guò)程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài),銑削時(shí)徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。(3)采用高壓大流量切削液,以保證加工過(guò)程的熱穩(wěn)定性,防止因溫度過(guò)高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。(4)保持刀片刃口鋒利,鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因。