合（hé）金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而（ér）被廣泛用於各個領域。世界上許多國家（jiā）都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研（yán）究開發，並得到了（le）實際應用。****個（gè）實用的鈦合金是1954年美國研製成功的Ti-6Al-4V合金，由（yóu）於它的耐（nài）熱性（xìng）、強度、塑（sù）性、韌性（xìng）、成形性、可焊（hàn）性、耐（nài）蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業中的****合金。當然，在20世紀50～60年代，主要是發展（zhǎn）航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦（tài）合（hé）金，70年代開發出一（yī）批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐（nài）蝕鈦合金（jīn）和高強鈦合金得到進一步發展。鈦合金主要（yào）用於製作（zuò）飛機發動機壓氣機（jī）部件，其次為火箭、導（dǎo）彈和高（gāo）速飛機的結構（gòu）件。包括：鈦合金和鋁合金的區別、鈦合金主要分（fèn）類、性（xìng）能優點、切削刀（dāo）具材（cái）料（liào）選擇、切削的特點、切削注意事項。

鈦合金和鋁合金的區別
一（yī）、鈦合金
1、鈦合金特點: 以鈦為基加入其他合（hé）金元素組成的合金稱作鈦合金（jīn）。鈦合金具有密（mì）度低、比強度（dù）高、抗（kàng）腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是較為（wéi）理（lǐ）想的航天工程結構材料。
2、研（yán）究範圍: 鈦合金可分為（wéi）結構鈦合金和耐熱鈦合金,或α型鈦合金、β型鈦合金（jīn）和α+β型鈦（tài）合（hé）金。研究範圍還包括鈦合金的成形技術、粉末冶金技術、快速凝固技術、鈦合金的軍（jun1）用和民用等。
二、鋁合金
1、鋁（lǚ）合金是純鋁加入一些合金元素製成的，如鋁-錳合金、鋁-銅合（hé）金、鋁-銅-鎂係硬鋁合金、鋁-鋅-鎂-銅（tóng）係超硬鋁合金。鋁合金比純鋁具有更好的物理力學（xué）性能:易加工、耐久性高、適用（yòng）範圍廣（guǎng）、裝飾效果（guǒ）好、花色豐（fēng）富。鋁合金分為防鏽鋁（lǚ）、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使（shǐ）用範圍，並有各自（zì）的代號，以供使用者選用。
2、鋁（lǚ）合金仍然保（bǎo）持了質輕的特點，但機械（xiè）性能明顯提高。鋁合金材料的應用有以下（xià）三個方麵:一是作為受力構件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料;三是作為裝飾和絕熱（rè）材料。利用鋁合金陽極氧化處（chù）理後可以進行著色的特點，製成（chéng）各種裝飾品。鋁合金板材（cái）、型材表麵可以進行防腐、軋花、塗（tú）裝、印刷等二次加工，製成各種（zhǒng）裝飾板材、型材，作為裝飾材料。
總結：說穿了二者都是合金材料，都有質輕強度好的特點，但是鈦合金比鋁合金的強度好，剛性好，塑（sù）性也要好所以在航（háng）空材料時選用鈦合（hé）金。


鈦合金的主要（yào）分類
鈦是同素異構體，熔點為1668℃，在低於882℃時呈密排六（liù）方（fāng）晶格結構，稱為α鈦；在882℃以上呈（chéng）體心立方晶格結構，稱為β鈦（tài）。利用鈦的上述兩（liǎng）種結構（gòu）的不同特點，添加適當（dāng）的合金元素，使其相（xiàng）變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織（zhī）的鈦合金（titanium alloys）。室溫下，鈦合金（jīn）有三種基體組織，鈦（tài）合金（jīn）也（yě）就分為以下三類：α合金,(α+β)合金和β合金。中國分別以TA、TC、TB表示。
1、α鈦合金
它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下（xià）還是在（zài）較高的實際應用溫度下，均是α相，組織穩（wěn）定，耐磨性高於純鈦，抗氧化（huà）能力強。在500℃～600℃的溫度下，仍保（bǎo）持其強度和抗蠕變性能，但不能進行熱處（chù）理強化，室溫強度不（bú）高。



2、β鈦合金
它是β相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強度，淬火、時效後合金得到進一步強化，室溫強度可（kě）達1372～1666 MPa；但熱穩定性較差，不宜在高溫下使用（yòng）。



3、α+β鈦合金
它是雙相（xiàng）合金，具有良好的綜合性能，組（zǔ）織穩定性好，有良好（hǎo）的韌性、塑性和高溫變形性能，能較（jiào）好地進行熱壓力加工，能（néng）進行淬火、時效使合金強（qiáng）化。熱處理後的強度約比退（tuì）火狀態提高50%～100%；高溫強度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩定性次於α鈦合金。



鈦合金的性能優點
1、強度高
鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右，僅為鋼的60％，純鈦（tài）的強度才接近普通鋼的強度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。因此鈦合金的比強度(強度/密度)遠大於其他金屬結構材料，見表7-1，可製出單位強度高、剛（gāng）性好、質輕的零、部件。目前飛機的（de）發動機構件、骨架、蒙皮（pí）、緊固件及起落架等都使用鈦合（hé）金。
2、熱強度高
使（shǐ）用溫度比鋁合金高幾百度，在中（zhōng）等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫（wēn）度下（xià）長期工作（zuò）這兩類鈦合金在150℃～500℃範圍內仍有很高的比強度，而鋁（lǚ）合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合（hé）金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。
3、抗（kàng）蝕性好
鈦合金在潮濕的大（dà）氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優（yōu）於（yú）不鏽鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對堿、氯化物（wù）、氯的（de）有機物品（pǐn）、硝酸、硫酸等有（yǒu）優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原（yuán）性氧及鉻鹽介質的（de）抗蝕性差。
4、低溫性能好
鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學性能。低溫（wēn）性能好,間隙元素極低的鈦合金,如TA7,在-253℃下還能保持一定的塑性。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結構材料（liào）。
5、化學（xué）活性大
鈦的化學活性（xìng）大，與大氣中（zhōng）O、N、H、CO、CO2、水蒸氣（qì）、氨氣（qì）等（děng）產生強烈的化學反應。含碳量大於（yú）0.2％時，會（huì）在鈦合金中形成硬質TiC；溫（wēn）度較高時，與（yǔ）N作用也會形成TiN硬質表層；在600℃以（yǐ）上時（shí），鈦吸收氧形成硬度很（hěn）高的（de）硬化層；氫含量上（shàng）升，也（yě）會形成脆化層。吸收氣體而產生的硬脆表層深度可達（dá）0.1～0.15 mm，硬化程度為20％～30％。鈦的化學親和性也大，易與摩擦（cā）表麵產生粘附現象。


鈦合金切削刀具（jù）材料選擇
1、切削加工鈦合金應從降低切削溫度和減少粘（zhān）結兩方麵出發，選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好、與鈦合金（jīn）親和性差（chà）的刀具材料，YG類硬質合金比較合適。由於高速鋼的（de）耐熱性（xìng）差，因（yīn）此應盡量采用（yòng）硬質合金製作的刀具。常（cháng）用（yòng）的硬質合金刀具材料有（yǒu）YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。
2、塗層刀（dāo）片和（hé）YT類硬（yìng）質合金會與鈦合金產生劇烈的親（qīn）和作用（yòng），加劇刀（dāo）具的粘結磨損，不宜用來（lái）切削鈦合金；對於複雜、多（duō）刃刀具，可選用（yòng）高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、高鈷高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料（liào），適於製作切削鈦合金（jīn）的鑽頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等刀具。
推薦：京瓷銑削用（yòng）材質 PR1535



銑（xǐ）削 PR1535的特點：
要說（shuō）到耐熱合金在銑削加工時發生的問題，那就是受到加工（gōng）時產（chǎn）生熱能影響而出現（xiàn）硬化層。銑削加工時，刀具的前端因（yīn）連續加熱與冷卻的熱疲勞產生龜裂會發生崩損。PR1535/CA6535在抑製龜裂進展（zhǎn）效果上比以往（wǎng）刀具材質提高23%，更進一步的在熱傳導率上提高（gāo）11%，大幅提高（gāo）了在耐熱合金加工時刀具的穩定性。

采用金剛石和立方氮化硼作刀具切（qiē）削鈦合金（jīn），可取得顯著效果（guǒ）。如（rú）用天（tiān）然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下，切削速度可達200 m/min；若（ruò）不用切削液，在同等磨（mó）損量時，允（yǔn）許（xǔ）的（de）切削速度僅為100m/min。


鈦合金切削的特點
1、變形係數（shù）小（xiǎo）：
這是（shì）鈦合金（jīn）切削加工的顯著（zhe）特點，變形係數小於或接近於1。切屑在前刀麵上滑動摩擦的路程大大增大（dà），加速刀具磨損（sǔn）。
2、切削溫度（dù）高（gāo）：
由於鈦合金（jīn）的導（dǎo）熱係數很小(隻相當於45號鋼的（de）1/5～1/7)，切屑（xiè）與前刀麵的接觸長度極短，切削時產生的熱不（bú）易傳出，集中在切削區和切削刃附近的較小範圍內，切（qiē）削溫（wēn）度很高。在相同的切削條（tiáo）件下，切削（xuē）溫度可（kě）比切削45號鋼時高出一倍以上。
3、單位麵（miàn）積上的切削（xuē）力大：
主（zhǔ）切削力比切鋼時約小20%，由於切屑與前刀麵的接觸長度極短，單位接觸麵積上的切削力大大增（zēng）加，容易造成崩刃。同時，由於鈦合金的（de）彈（dàn）性模量小（xiǎo），加工時在（zài）徑向力作用（yòng）下容（róng）易產生彎（wān）曲變形，引起振動，加大刀具磨損並影響（xiǎng）零件的精（jīng）度（dù）。因此（cǐ），要求工藝係統應具有較好的剛性。
4、冷（lěng）硬現象嚴重：
由於鈦的化學活性（xìng）大，在高的切（qiē）削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮形成（chéng）硬而脆的（de）外皮；同時切削過程中的塑性變形也會造成表麵硬化。冷硬現象不僅會降低（dī）零（líng）件的疲勞強度，而（ér）且（qiě）能加劇刀（dāo）具磨損，是切削鈦合金時的一個很重要特點。
5、刀（dāo）具易磨損：
毛坯經過衝壓、鍛造、熱軋等方法（fǎ）加工後，形成硬（yìng）而脆的不均勻（yún）外皮，極易造（zào）成崩刃現（xiàn）象，使得切除硬皮成為鈦合金加工中較困難的工（gōng）序。另外，由於鈦合（hé）金對刀具材料的化學親和性強，在切削溫度高和單位麵積上切削力大的條件下（xià），刀具很容易產（chǎn）生粘結磨損。車削鈦合金時，有時前刀麵的磨損甚至比後刀麵更為嚴重；進給量f<0.1 mm/r時，磨損主要發生在後刀（dāo）麵上；當f>0.2 mm/r時，前刀麵將出現磨損；用硬質合金刀具精車和半（bàn）精車時（shí），後刀麵的磨損以VBmax<0.4 mm較合適。


鈦合金切削注意事項（xiàng）
1、由於鈦（tài）合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受（shòu）力變形大，會降低工件的加工精度；工件（jiàn）安裝時夾（jiá）緊力不宜過大，必（bì）要時可增加輔助支（zhī）承。
2、如果使用含氫的切削液，切削過程中在高溫下將（jiāng）分解釋放出氫（qīng）氣，被鈦吸（xī）收引起氫脆；也可能引（yǐn）起鈦合金高溫應力腐蝕開裂。
3、切削液中的氯化物使用時還可能分解或揮發有毒氣體，使用時宜（yí）采取安全（quán）防護措施，否則不應使用；切削後應（yīng）及時用（yòng）不含氯的清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。
4、禁止（zhǐ）使用鉛或鋅基合金製作的工、夾具與鈦合金接觸，銅、錫、鎘及其合金也（yě）同樣禁止使用（yòng）。
5、與鈦合金接（jiē）觸的所（suǒ）有工、夾具或其他裝置都必須潔淨；經清洗過的鈦合金零件，要防止油脂或指印汙染，否則以後可能造成鹽(氯化鈉)的應力腐蝕。
6、一般情況下切削加（jiā）工鈦合金時，沒有發火危險，隻有在微量（liàng）切削（xuē）時（shí），切下的細小（xiǎo）切屑才有發火燃燒現象。為了避免火災，除大量澆注切削液之外，還應防止切屑在機床上堆積（jī），刀具用鈍後立（lì）即進行更換，或降低切削速度，加（jiā）大進給量以加大切屑厚度。若一旦著火，應采用滑石（shí）粉、石灰石粉末、幹砂等（děng）滅火器材進行撲滅，嚴禁使用四氯化碳、二氧化碳滅火（huǒ）器，也不能澆水，因為水能加速燃（rán）燒，甚至導致氫爆炸。


上文相關知識大家都了解（jiě）了嗎？這些是賢集網小編為大家介紹的鈦合金和鋁合金的區（qū）別、鈦合金主要分類、性能優（yōu）點、切削刀具材料選擇、切削的特點、切（qiē）削注意事項。近幾十年來，鈦合金工業一直在努力進入具有巨大（dà）市場潛力的民用工業領域，但收（shōu）效（xiào）不大，其主要原因之一是人們總是（shì）試圖將各種航空航天用鈦合金（jīn）“強加”給民用工業領域。在航空航天領域（yù）中，性能是首先要考（kǎo）慮的問題，而其它因（yīn）素如價格等則排（pái）在****位，所以，適合（hé）於（yú）領域應用的鈦合金往往具有優異的性能，但價（jià）格昂貴。而對於民用工業（yè）領域來說，用一種（zhǒng）新的材料（liào）取代現有材料，價格低（dī）廉是至關重要的。但實（shí）際情況是，目前的鈦合金產品比鋼貴10多倍。近幾年（nián）來，由於認識到價格是（shì）鈦合金進入（rù）民用領域的較大障礙，研究人員和生產廠家都在降低價（jià）格方麵做了大量（liàng）工作。希望（wàng）未來可以有更好的發展！