鈦的切削加工性能屬于中等偏上，與不銹鋼相近。鈦的切削加工性能與鈦的基本物理、化學(xué)特性有關(guān)，主要存在下列特點(diǎn)。

1. 由于鈦熱導(dǎo)率小，刀尖處產(chǎn)生的摩擦熱幾乎全部集中在刀刃和刀具的前傾面上，刀尖溫度高，易磨損，為黏結(jié)磨損；

2.由于彈性模量小，深切削時(shí)工件易撓曲變形，加工時(shí)需要安裝防振架；

3.由于回彈大和材料的各向異性明顯，會(huì)影響加工精度；

4.由于鈦高溫化學(xué)活性強(qiáng)，加工時(shí)易產(chǎn)生表面污染，從而使切屑變得較小，但獲得表面粗糙度比鋼要好；

5.由于鈦表面氧化層和吸氣層硬度高，刀具磨損嚴(yán)重，為機(jī)械磨損。

6.除了由于在切削溫度下和空氣中的氧、氮反應(yīng)而形成硬而脆的表面硬化層外，還有刀具與鈦材摩擦帶來(lái)的表層硬化現(xiàn)象；

7.由于鈦的切削力較低，切削加工不產(chǎn)生刀痕，所以能進(jìn)行表面粗糙度較高的則加工；

根據(jù)上述特點(diǎn)，鈦切削加工遵循下列的基本原則。

1. 切削速度要低，刃口溫度受速度的影響較大，為防止溫升過(guò)大，選用較低的切屑速度。通常鈦的切削速度應(yīng)比相同硬度鋼的切削速度低25%~50%甚至更低

2. 進(jìn)刀量要大 改變進(jìn)刀量對(duì)刃口溫升沒(méi)有太大影的，采用大的進(jìn)刀量，主要是避免刀具與表面硬化層摩擦。在選用大的切削量時(shí)，可采用負(fù)前角或切削刃有棱邊的方式來(lái)延長(zhǎng)刀具的壽命。

3. 充分使用切削液 切削時(shí)由于塑性變形以及刃口與切屑的摩擦，產(chǎn)生熱量。因而充分使用切削液，能較快地帶走熱量、減少刃口與切屑的摩擦，還有沖刷切屑的作用。

4. 適時(shí)更換刀具 刀具要保持鋒利，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候要及時(shí)更換刀具。

5. 在切削的過(guò)程中不能停止進(jìn)刀 停止進(jìn)刀若時(shí)間較長(zhǎng)，由于鈦與刀刃在高負(fù)荷下接觸，鈦表面引起加工硬化，促進(jìn)與刀刃的黏附。

6. 刀具選擇 采用硬質(zhì)合金的刀頭或高速鋼刀具。采用大功率、剛性大的機(jī)械和工具。加工鈦合金時(shí)，最適應(yīng)的材料是鎢鈷類硬質(zhì)合金，在相同的切削條件下，鎢鈷類硬質(zhì)合金的耐用度比鎢鈦鈷類高。粗車時(shí)，一般選用YG8、YW4；半精車和精車時(shí)選用YG3、YG6、YG6X效果較好；在斷續(xù)切削中，可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)和高鉆高速鋼(如W2Mo9Cr4V4Co8)。

一、鈦的切削工藝參數(shù)

加工鈦合金時(shí)，切削速度的選擇主要考慮切削溫度，因?yàn)楦叩那邢鳒囟葘⑹光伜辖饛拇髿庵形昭鹾偷斐晒ぜ砻嬗泊啵?/span>使刀具磨損劇烈。因此，在切削鈦合金時(shí)，為使切削度合適，一般應(yīng)選用較低的切削速度，因?yàn)榍邢魉俣葘?duì)刀具的耐用性影響最大。試驗(yàn)表明，用 YG 硬質(zhì)合金車刀切削 TC4鈦合金時(shí)，為使切削溫度合適，當(dāng)取切削深度ap=lmm，進(jìn)給量 f=0.1mm/r時(shí)，最佳切削速度V=60m/min。

進(jìn)給量對(duì)刀具的耐用度影響最小，因此，在保證加工表面粗糙度的情況下，可選取較大的進(jìn)給量，一般進(jìn)給量取 f=0.1~0.3mm/r。特別指出的是，進(jìn)給量不能給得太小，因?yàn)檫M(jìn)給量太小，不僅使刀具在硬化層內(nèi)切削，加劇刀具的損，而且極薄的切屑在高的切削度下會(huì)引起自燃，因而不允許進(jìn)給量小于0.05mm/r。

切削深度對(duì)刀具耐用度的影響最小，因此一般可選取較大的切削深度。這樣不僅可以遇免刀尖在硬化層內(nèi)切削，減少刀具的磨損，而且還可增加切削刃工作長(zhǎng)度，有利于散熱，般切削深度取 1~5mm。

三、鈦的常用切削加工

1.車削和鏜削

用高速鋼或碳化鎢合金刀具對(duì)鈦合金進(jìn)行車削，可獲得良好的切削性能。粗車時(shí)最好采用硬質(zhì)合金刀具，同時(shí)要求剛性好的機(jī)床和夾具；高速鋼刀具最適合于成形切削、車槽或切斷。連續(xù)切削、車削時(shí)用易溶于水的潤(rùn)滑冷卻液較好，如5%硝酸鈉水溶液或1/20 可溶性油乳狀水溶液均可獲得很好的效果。

在鈦的車削加工中，一般不進(jìn)行干車削。所夾持的零部件在任何情況下都應(yīng)調(diào)到最短，采用活頂頭定位，以防工件彎曲。車削鈦及鈦合金時(shí)一定要用活頂尖，不能用死頂尖，因鈦與死頂尖會(huì)發(fā)熱、黏結(jié)，以至于頂尖孔擴(kuò)大，偏斜而影響加工精度，甚至使工件報(bào)廢

2.銑削

鈦及鈦合金件銑削加工為斷續(xù)切削，從而使刀具承受沖擊載荷；同時(shí)鈦屑易黏結(jié)刀刃，銑刀容易崩刃或其他損傷，所以銑削比車削加工困難，成本較高。銑削加工可以加工平面、側(cè)面臺(tái)階、溝槽、成形面及齒形等。

銑削分順削、逆削和端面削。鈦及鈦合金的銑削，采用順削。高速合金鋼刀具具有更高的韌度和剛性，采用高速合金鋼刀具比用硬質(zhì)合金鋼刀具更經(jīng)濟(jì)。銑刀直徑小、齒數(shù)多，通常其刀齒的后角比普通銑刀大 30%---50%，如果崩刃，后角可取更小；前角一般為正前角，如加工困難，前角可減少至0°或負(fù)角。

銑削最宜使用水基切削液，添加方式為水霧狀噴射，利于冷卻。

3.刨削

鈦及鈦合金刨削加工比車削困難。適用于表面毛糙、余量大的大工件。刨削是半行程不連續(xù)加工，易崩刀。刀具材料最好選用YG8。當(dāng)創(chuàng)削純鈦或較軟的鈦合金時(shí)，也可以考慮

用高速合金鋼，其具體選擇取決于裝配剛度。

一般來(lái)講，在使用冷卻潤(rùn)滑液情況下，刀具若為高速鋼，刨削工業(yè)純鈦和較軟的鈦合金時(shí)，切削速度為 11.7~12.2m/min，刨削較硬的鈦合金時(shí)，切削速度選4.5m/min左右；為硬質(zhì)合金鋼刀具時(shí)，速度可選得大一些，而粗刨和精刨的速度通常相等。

橫走刀速度與吃刀深度有關(guān)系。粗刨時(shí)，吃刀深度<6mm，橫向走刀速度為1.5~2.2mm/(道·次)；精刨時(shí)吃刀深度較淺，一般為0.15~1mm，也有選0.075~0.375mm的，橫向走刀速度為12.5~25mm/(道·次)。

4.鉆削

對(duì)鈦及鈦合金的鉆削加工比較困難，鉆頭一般用普通高速鋼和硬質(zhì)合金鋼，采用118°或90°的雙頂角為好，可以有效切斷鈦屑并易于排除鈦屑。最好安裝襯套，并盡可能縮短鉆桿長(zhǎng)度，來(lái)增加剛度。冷卻潤(rùn)滑液推薦使用10%的亞硝酸鈉水溶液或礦物油、硫化油等。

鈦及鈦合金鉆削應(yīng)遵循的原則為:

①采用較低的旋轉(zhuǎn)速度，較大的進(jìn)給量;

②采用短型并具有適合于鉆削加工所需的夾具，鉆具幾何形狀正確、銳利:

③采用合適的切削液。

鉆孔的切削用量一般為：切削速度15~20m/min，進(jìn)刀量0.1~0.2mm/r。當(dāng)鉆頭直徑 φ<7mm 時(shí)，進(jìn)刀量也可以選擇0.05~0.1mm/r。

5.磨削

磨削是使用砂輪(帶)或其他磨具對(duì)鈦表面進(jìn)行的精加工，是確保產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的方法，也是去除表面缺陷的重要工序。鈦及鈦合金磨削時(shí)，鈦有充填砂輪的傾向，因而給鈦進(jìn)一步的磨削帶來(lái)了困難。同時(shí)在金屬與砂輪的界面上產(chǎn)生了較高的溫升，使研磨表面產(chǎn)生較高的殘余應(yīng)力，表面光潔度也不是很理想。采用以下辦法可基本改善這些困難：選擇合適的砂輪；采用較低的砂輪速度及進(jìn)給速度；用緩沖劑或切削液冷卻劑冷卻。

磨削以后，應(yīng)在 2%HF+10%HN0₃的水溶液中酸洗，以去除表面的污物。

6.鉸削

鈦及鈦合金的鉸屑相對(duì)不很困難，操作適合可以得到高精度表面。刀具采用硬質(zhì)合金或硬度63-65HRC的高速鋼。

最有效的冷卻潤(rùn)滑液為80%硫化油+20%四氣化碳，此時(shí)對(duì)應(yīng)的表面粗糙度最好；其次用40%硫化油+30%油酸+30%松節(jié)油，或使用硫化油；最差用5%乳化油的水溶液，

7. 切削螺紋

切削螺紋的方法包括：攻絲和車削。用絲錐對(duì)鈦及鈦合金進(jìn)行內(nèi)螺紋的切削較為困難；用車刀切削外螺紋及粗大的內(nèi)螺紋比較容易。

①攻螺紋 用板牙切削外螺紋、絲錐切削內(nèi)螺紋均比較困難，主要是出現(xiàn)粘連現(xiàn)象，甚至?xí)菇z錐迅速崩裂。攻螺紋時(shí)，最好采用先攻螺紋的60%，然后再攻完其余部分的方法，同時(shí)注意隨時(shí)排屑。建議在設(shè)計(jì)螺紋時(shí)，螺紋部分的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度小于直徑的1.5倍。攻螺紋時(shí)采用較低的速度和有效的切削液可提高切削效果。攻螺紋的絲錐宜選用高速合金鋼，用機(jī)床切削時(shí)推薦采用1~2m/min 的切削速度。絲錐折斷后，建議用硝酸清洗，以消除鐵的污染。

②車削 車削螺紋的刀具采用YG8或高速鋼。用YG8時(shí)切削速度為15~25m/min，用高速合金鋼時(shí)，切削速度為7~10m/min。車削時(shí)推薦使用標(biāo)準(zhǔn)乳化油潤(rùn)滑冷卻。

廣義的切削加工還應(yīng)包括蝕削(化學(xué)、電化學(xué)蝕削)、噴砂與噴九、電火花加工等方法。