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        Ti-6V-4V合金加工工藝
        寶雞市中金有色金屬有限公司    2017-11-28 18:06:08    文字:【】【】【

        碳纖維增強復合材料具有輕質高強等優點,近年來在航空航天領域多有應用。鈦合金具有強度高、密度低、耐熱性好等優良性能。在航空制造領域,往往將CFRP和Ti-l5V4V合金疊加在一起使用,而二者需用螺栓連接,因此就需要鉆孔加工,而這種材料鉆孔加工的研究報告極少。為此采用超硬鉆頭對CFRP和.ri一6V4V合金的疊層材料進行了鉆孔加工,研究切削條件、刀具涂膜種類與刀具磨損的關系,探討最優的切削條件。

            實驗采用4種涂膜的超硬鉆頭(6 mm),分別為TiA1N涂膜超硬鉆頭、TiA1Cr/TiSi涂膜超硬鉆頭、TiSiN涂膜超硬鉆頭以及A1CrSiN涂膜超硬鉆頭。被加工材為CFRP(厚度3 mm)和Ti-6V-4V合金(厚度9.5 mm)的疊層材料。切削速度為18.8 m/min,進給量為0.2 mm/r,實驗在干式及濕式2種條件下進行,濕式切削時水霧的流量為100 mL/h。從鉆頭內部施加的壓力為0.35 MPa。測量在鉆孔加工中被加工材上的推力、力矩及鉆頭切削面的磨損量,并觀察加工孔的表面狀況。當鉆頭切削面磨損達0.2 mm時定義為工具壽命結束,并終止實驗。

            實驗表明對CFRP鉆孔時,其推力和力矩隨切削條件的變化不大;對鈦合金鉆孔時,在濕式條件下切削時其推力比干式切削要小。鈦合金鉆孔時的力矩在切削距離小于375 mm(N=30,N為孔數)時變化不大,而當切削距離大于1 125 mm(N=90)時,濕式條件下的力矩急劇增大。對刀具磨損狀況的觀察表明,TiA1Cr/TiSi涂膜的超硬鉆頭磨損最小,其次為A1CrSiN涂膜鉆頭。干式與濕式條件相比較可以看出,濕式鉆孔時工具壽命要長,這是由于使用水霧降低了切削溫度,從而減輕了工具的磨損現象。對鉆孔的表面及孔內壁的觀察表明,干式鉆孔時CFRP內壁出現層問剝離現象,濕式鉆孔時CFRP與鈦合金的連接側呈現燒傷現象,這是由于鈦合金切削溫度的上升引起的。另外在濕式鉆孔中鈦合金的孔內壁有損傷,這是由于所用的雙刃鉆頭隨著工具磨損的增大,二片刃的切削抗力平衡被破壞,使第二刃在加工內壁引起跳動,這樣在第二切削面上就有鈦的粘著,這是采用雙刃鉆的現象。而用單刃鉆干式切削時就沒有出現這種鈦合金的粘附現象。


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