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。

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，深切削時工件易撓曲變形，加工時需要安裝防振架；

3.由于回彈大和材料的各向異性明顯，會影響加工精度；

4.由于鈦高溫化學(xué)活性強，加工時易產(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，刀具磨損嚴重，為機械磨損。

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，所以能進行表面粗糙度較高的則加工；

根據(jù)上述特點，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. 進刀量要大 改變進刀量對刃口溫升沒有太大影的，采用大的進刀量，主要是避免刀具與表面硬化層摩擦。在選用大的切削量時，可采用負前角或切削刃有棱邊的方式來延長刀具的壽命。

3. 充分使用切削液 切削時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. 適時更換刀具 刀具要保持鋒利，在適當?shù)臅r候要及時更換刀具。

5. 在切削的過程中不能停止進刀 停止進刀若時間較長，由于鈦與刀刃在高負荷下接觸，鈦表面引起加工硬化，促進與刀刃的黏附。

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、剛性大的機械和工具。加工鈦合金時，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，一般選用YG8、YW4；半精車和精車時選用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，切削速度的選擇主要考慮切削溫度，因為高的切削溫度將使鈦合金從大氣中吸收氧和氮造成工件表面硬脆，使刀具磨損劇烈。因此，在切削鈦合金時，為使切削度合適，一般應(yīng)選用較低的切削速度，因為切削速度對刀具的耐用性影響最大。試驗表明，用 YG 硬質(zhì)合金車刀切削 TC4鈦合金時，為使切削溫度合適，當取切削深度ap=lmm，進給量 f=0.1mm/r時，最佳切削速度V=60m/min。

進給量對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，可選取較大的進給量，一般進給量取 f=0.1~0.3mm/r。特別指出的是，進給量不能給得太小，因為進給量太小，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引起自燃，因而不允許進給量小于0.05mm/r。

切削深度對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鈦合金進行車削，可獲得良好的切削性能。粗車時最好采用硬質(zhì)合金刀具，同時要求剛性好的機床和夾具；高速鋼刀具最適合于成形切削、車槽或切斷。連續(xù)切削、車削時用易溶于水的潤滑冷卻液較好，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。車削鈦及鈦合金時一定要用活頂尖，不能用死頂尖，因鈦與死頂尖會發(fā)熱、黏結(jié)，以至于頂尖孔擴大，偏斜而影響加工精度，甚至使工件報廢

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。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??；前角一般為正前角，如加工困難，前角可減少至0°或負角。

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。當創(chuàng)削純鈦或較軟的鈦合金時，也可以考慮

用高速合金鋼，其具體選擇取決于裝配剛度。

一般來講，在使用冷卻潤滑液情況下，刀具若為高速鋼，刨削工業(yè)純鈦和較軟的鈦合金時，切削速度為 11.7~12.2m/min，刨削較硬的鈦合金時，切削速度選4.5m/min左右；為硬質(zhì)合金鋼刀具時，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，吃刀深度<6mm，橫向走刀速度為1.5~2.2mm/(道·次)；精刨時吃刀深度較淺，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度，來增加剛度。冷卻潤滑液推薦使用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，進刀量0.1~0.2mm/r。當鉆頭直徑 φ<7mm 時，進刀量也可以選擇0.05~0.1mm/r。

5.磨削

磨削是使用砂輪(帶)或其他磨具對鈦表面進行的精加工，是確保產(chǎn)品達到設(shè)計標準的方法，也是去除表面缺陷的重要工序。鈦及鈦合金磨削時，鈦有充填砂輪的傾向，因而給鈦進一步的磨削帶來了困難。同時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。

最有效的冷卻潤滑液為80%硫化油+20%四氣化碳，此時對應(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。用絲錐對鈦及鈦合金進行內(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，最好采用先攻螺紋的60%，然后再攻完其余部分的方法，同時注意隨時排屑。建議在設(shè)計螺紋時，螺紋部分的設(shè)計長度小于直徑的1.5倍。攻螺紋時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，用機床切削時推薦采用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時切削速度為15~25m/min，用高速合金鋼時，切削速度為7~10m/min。車削時推薦使用標準乳化油潤滑冷卻。

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。