なぜチタン合金は加工が難しい素材だと思いますか? その処理メカニズムと現象についての深い理解が不足しているため。
1. チタン加工の物理現象
チタン合金の切削力は、同じ硬度の鋼よりもわずかに高いだけですが、チタン合金を加工する物理現象は鋼よりもはるかに複雑であるため、チタン合金の加工は大きな困難に直面しています。
ほとんどのチタン合金の熱伝導率は非常に低く、鋼の 1/7、アルミニウムの 1/16 しかありません。 したがって、チタン合金を切断するプロセスでは、熱がワークピースにすぐに伝わらず、チップによって奪われ、切断領域で凝集し、温度が 1 000 度以上になる可能性があり、カッターの刃を作ります急速な摩耗、ひび割れ、腫瘍の発生、ブレードの急速な摩耗、切削領域の発熱が増加し、切削工具の寿命がさらに短くなります。
切削プロセスで発生する高温は、チタン合金部品の表面の完全性も破壊し、その結果、部品の精度が低下し、加工硬化現象の疲労強度が大幅に低下します。
チタン合金の弾性は、部品の性能に有益な場合がありますが、切削加工では、ワークの弾性変形が振動の重要な原因となります。 切削圧力により、「弾性のある」工作物が工具から離れて跳ね返り、切削動作よりも工具と工作物の間に大きな摩擦が生じます。 摩擦プロセスでも熱が発生し、チタン合金の熱伝導率が低いという問題が悪化します。
この問題は、変形しやすい薄肉またはリング部品を加工する場合により深刻になります。 チタン合金の薄肉部品を所望の寸法精度に加工することは容易ではありません。 ワークデータがツールによって押されると、薄壁の局所的な変形が弾性範囲を超えて塑性変形が生じ、切削点データの強度と硬度が明らかに増加します。 この時点で、元の切削速度が高くなりすぎて、工具の摩耗がさらに加速します。
2. チタン合金の加工技術ノウハウ
チタン合金の加工メカニズムの理解と以前の経験に基づいて、チタン合金を加工するための主なプロセスのヒントは次のとおりです。
(1) ポジティブアングル刃形状を採用し、切削抵抗、切削熱、ワーク変形を低減。
（2）ワークピースの硬化を避けるために、一定の送りを守ります。切削の過程で、工具は常に送り状態にある必要があります。フライス加工のラジアル送りは、E が半径の 30% である必要があります。
（3）加工プロセスの熱的安定性を確保し、高温によるワーク表面の変性と工具の損傷を防ぐために、高圧で大流量の切削液を使用します。
（4）ブレードの鋭いエッジに付着すると、鈍いツールは熱アセンブリと摩耗の原因となり、ツールの故障につながりやすくなります。
(5) チタン合金は、できるだけ柔らかい状態で加工してください。 データは硬化後に加工が難しくなるため、熱処理によりデータの強度が向上し、ブレードの摩耗が増加します。
(6) 刃先の円弧半径を大きくするか面取りカットを使用して、できるだけ多くのブレードを切り込みに入れます。 これにより、各ポイントでの切削力と熱が軽減され、局所的な損傷が防止されます。 チタン合金のフライス加工において、工具寿命VCに最も影響を与えるのは切削速度であり、2番目に径方向の切り込み深さ（切削深さ）aeです。
3. チタン加工の悩みはまず刃物から
チタン合金加工における刃溝摩耗は、切削深さ方向に沿った前後の局部的な摩耗で、多くの場合、加工初期に残された硬化層が原因です。 加工温度が 800 度を超えると、工具とワークのデータが化学反応および拡散することも、溝摩耗の形成の原因の 1 つです。 加工の過程で、ワークピースのチタン分子がブレードの前に蓄積し、高圧および高温下でブレードに「溶接」され、チップ腫瘍が形成されるためです。 ノジュールがブレードから除去されると、ブレードの炭化物コーティングが取り除かれます。 そのため、チタン合金の加工には特殊な刃物情報と形状が必要です。
4. チタン加工に適した工具構造
チタン合金加工の焦点は熱であり、刃先にタイムリーかつ正確に噴射するための高圧切削液を大量に使用すると、熱をすばやく除去できます。 市場には、独自の構造を加工するチタン合金用の特殊なフライスがあります。
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