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*用金刚石刀具切削加工钛合金有哪些特点？

从加工钛合金的各种刀具材料切削实验的结果可以看出，金刚石刀具加工钛合金的效果最为显著。这是因为金刚石在钛中的溶解度比在铁中小得多，切削时金刚石刀具的扩散磨损很小，故用金刚石刀具切削钛合金有以下特点：

(1)有很高的耐用度：用硬质合金刀具和金刚石复合片刀具车削钛合金棒料，采用的车削用量为Vc=56 m/min、α_p=1 mm、f=0.05 mm/r，用硬质合金刀具车削时，刀具很快就磨损了，切下的切屑体积仅有0.07 cm³；而在相同的磨损条件下，金刚石车刀却能切下多得多的切屑，切屑体积高达132 cm³，是硬质合金刀具的1885倍。通过切削钛合金试验，在相同的条件下，刀具材料磨损量最大的是氧化铝基陶瓷，其次是硬质合金，磨损量最小的是金刚石。

(2)有很高的导热性：钛合金的导热系数为5.44～10.47W／(m.K)，是45号钢的1/5～1/6，而金刚石的导热系数非常高，达146.5 W／(m.K)，是45号钢的3倍、硬质合金的1.7～7倍，加上金刚石硬度高，切削刃可磨得非常锋利，切削时产生的切削热较少，刀具又能传出很大部分切削热。因此用金刚石刀具加工钛合金的切削温度低。

(3)允许较高的切削速度：用YG类硬质合金加工TC4钛合金时，切削速度一般采用Vc=20～50 m/min；而用金刚石刀具在没用切削液干切时采用Vc=100 m/min，湿切时可高达Vc=200 m/min，比硬质合金高出好几倍，且刀具几乎看不出有多少磨损。

(4)粘结和扩散磨损最小：用于切削钛合金的各种刀具材料中，金刚石与钛合金间产生粘结和扩散的可能性最小，即切削时刀具产生粘结磨损和扩散磨损最小。

实践证明，精切钛合金时以金刚石刀具最佳，粗加工时以YG类硬质合金湿切为好。金刚石刀具的几何参数是γ₀=-5°、α₀=17°、κ_r=30°、κ´_r=20°、λ_s=0°，r_ε=0.1 mm；切削用量是Vc=80～90 m/min，α_p =0.2～0.4 mm，f=0.05～0.07 mm/r。

*切削加工钛合金的实例有哪些？

(1)将145 mm×65 mm的钛合金车成圆棒，在Vc=56m/min、α_p =2 mm、f =0.1 mm/r的情况下，开始用YG8硬质合金刀具，只车下0.7 cm³体积的切屑。后改用金刚石复合刀片的车刀，切下切屑的体积达143 cm³，为硬质合金刀具的204倍，且后刀面磨损很小。又如，用天然金刚石刀具，在干式切削时，在Vc=100 m/min的条件下，切削30 min后，刀具几乎没磨损。在有切削液的条件下，切削速度可达200 m/min。

(2)铣削TB2钛合金，刀具材料为YS30硬质合金，在Vc=100～150 m/min、α_p =0.2～0.5 mm、α_f =0.06～0.08mm/z的条件下，切削十分轻快，刀具磨损很小。

(3)对TC4钛合金车外圆和内孔，采用YM052硬质合金为刀具材料，在Vc=70～120 m/min、α_p =1～2 mm、f=0.2 mm/r的条件下，刀具磨损比较小，而且表面粗糙度R_n可达0.8μm。

(4)在TC4钛合金上加工M185×3的螺纹，螺纹为50mm长。采用YM051超细颗粒硬质合金车刀，刀具可车5～6件。

(5)用不同切削速度加工TC4钛合金时，切削条件为：γ₀=3°，α₀=14°，κ_r =κ´_r =45°，r_ε=1 mm，f=0.16 mm/r，tip=1 mm，切削速度分别为30 m/min、60～70 m/min和90～100m/min，结果是：低速时YS2有很高的耐磨性，在高速时，YD15的耐磨性高于YS2。

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