钛合金的优点与缺点有哪些 钛合金的切削特点有哪些

一、钛合金的优点有哪些

钛合金是一种重要的结构金属，它是多种用钛与其他金属制成的合金金属，作为一种性能优秀的合金材料，钛合金的优点多多，主要有：

1、强度高

钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度（强度/密度）远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。

2、耐蚀性好

钛合金在潮湿环境、海水介质中仍能保持良好的抗腐蚀性，对点蚀、酸蚀、应力腐蚀的抵抗力特别强。

3、热强度高

钛合金的使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450～500℃的温度下长期工作。

4、低温性能好

钛合金在低温和超低温下，仍能保持其力学性能。低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在-253℃下还能保持一定的塑性。因此，钛合金也是一种重要的低温结构材料。

5、生物相容性好

钛合金对人体组织相容性好，不会引起免疫反应，适用于制造骨科、牙科等医疗器械。

二、钛合金有什么缺点

凡事有利也有弊，作为金属材料，钛合金也不全是优点，钛合金的缺点主要有：

1、加工难度大

钛合金相比其他一些金属材料，具有加工难度大的特点，这是由于它具有高的化学活性、低的热导率以及难以加工的切削性等原因导致。在生产钛合金零件时，需要采取更加严格的加工工艺，这通常意味着需要更长的加工周期和更高的成本。

2、成本较高

钛合金因为存在加工难度大、成本高等缺点，因此相对于其他材料而言，它的生产成本较高。特别是在大规模应用中，使用钛合金的成本要高出其他材料数倍甚至更多。这也是目前钛合金在一些领域的推广受到限制的原因之一。

三、钛合金的切削特点有哪些

钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面，关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点：

1、变形系数小

这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。

2、切削温度高

由于钛合金的导热系数很小（只相当于45号钢的1/5～1/7），切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。

3、单位面积上的切削力大

主切削力比切钢时约小20%，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。

4、冷硬现象严重

由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。

5、刀具易磨损

毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。另外，由于钛合金对刀具材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，刀具很容易产生粘结磨损。车削钛合金时，有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重；进给量f<0.1 mm/r时，磨损主要发生在后刀面上；当f>0.2 mm/r时，前刀面将出现磨损；用硬质合金刀具精车和半精车时，后刀面的磨损以VBmax小于0.4 mm较合适。