鈦合金材料由于其密度小，比強(qiáng)度高，耐高溫，抗氧化性能好等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。但鈦合金機(jī)械加工性能差，影響了該材料的廣泛使用。
鈦合金即在工業(yè)純鈦中加入合金元素，以提高鈦的強(qiáng)度。鈦合金可分三種：a鈦合金，b鈦合金和a＋b鈦合金。a b鈦合金是由a和b雙相組成，這類合金組織穩(wěn)定，高溫變形性能、韌性、塑性較好，能進(jìn)行淬火、時(shí)效處理，使合金強(qiáng)化。鈦合金的性能特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：
1) 比強(qiáng)度高。鈦合金密度小(4.4kg/dm3)重量輕，但其比強(qiáng)度卻大于超高強(qiáng)度鋼。
2) 熱強(qiáng)性高。鈦合金的熱穩(wěn)定性好，在300～500℃條件下，其強(qiáng)度約比鋁合金高10倍。
3) 化學(xué)活性大。鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，在表面形成TiC及TiN硬化層。
4)導(dǎo)熱性差。鈦合金導(dǎo)熱性差，鈦合金TC4在200℃時(shí)的熱導(dǎo)率l=16.8W/m·℃，導(dǎo)熱系數(shù)是0.036卡/厘米·秒·℃。
鈦合金加工特性分析
首先，鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)低，僅是鋼的1/4，鋁的1/13，銅的1/25。因切削區(qū)散熱慢，不利于熱平衡，在切削加工過程中，散熱和冷卻效果很差，易于在切削區(qū)形成高溫，加工后零件變形回彈大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快，耐用度降低。其次，鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)低，使切削熱積于切削刀附近的小面積區(qū)域內(nèi)不易散發(fā)，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削熱不易散發(fā)，加速刀具磨損。鈦合金化學(xué)活性高，在高溫下加工易與刀具材料起反應(yīng)，形成溶敷、擴(kuò)散，造成粘刀、燒刀、斷刀等現(xiàn)象。
經(jīng)過對(duì)國內(nèi)常用刀具材料和國外刀具材料進(jìn)行試驗(yàn)表明，采用高鈷刀具效果理想，鈷的主要作用能加強(qiáng)二次硬化效果，提高紅硬性和熱處理后的硬度，同時(shí)具有較高的韌性、耐磨性、良好的散熱性。
銑刀的幾何參數(shù)
鈦合金的加工特性決定刀具的幾何參數(shù)與普通刀具存在著較大區(qū)別。
·螺旋角β 選擇較小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散熱快，同時(shí)也減小切削加工過程中的切削抗力。
·前角γ 切削時(shí)刃口鋒利，切削輕快，避免鈦合金產(chǎn)生過多切削熱，從而避免產(chǎn)生二次硬化。
·后角α 減小刀刃的磨損速度，有利于散熱，耐用度也得到很大程度的提高。
切削參數(shù)選擇
鈦合金機(jī)加工應(yīng)選擇較低的切削速度，適當(dāng)大的進(jìn)給量，合理的切深和精加工量，冷卻要充分。
·切削速度Vc Vc=30～50m/min
·進(jìn)給量f 粗加工時(shí)取較大進(jìn)給量，精加工和半精加工取適中的進(jìn)給量。
·切削深度ap ap=1/3d為宜，鈦合金親合力好，排屑困難，切削深度太大，會(huì)造成刀具粘刀、燒刀、斷裂現(xiàn)象。
·精加工余量αc適中 鈦合金表面硬化層約0.1~0.15mm，余量太小，刀刃切削在硬化層上，刀具容易磨損，應(yīng)該避免硬化層加工，但切削余量不宜過大。
冷卻液
鈦合金加工不用含氯的冷卻液，避免產(chǎn)生有毒物質(zhì)和引起氫脆，也能防止鈦合金高溫應(yīng)力腐蝕開裂。
選用合成水溶性乳化液，也可自配用冷卻液。
切削加工時(shí)冷卻液要保證充足，冷卻液循環(huán)速度要快，切削液流量和壓力要大，加工中心都配有專用冷卻噴嘴，只要注意調(diào)整就能達(dá)到預(yù)期的效果。
通過對(duì)鈦合金的特性分析，解決了鈦合金切削加工過程中存在的難題；通過編制正確、科學(xué)的加工工藝，可以降低成本，提高生產(chǎn)效率，得出如下結(jié)論：
·用加工中心精加工鈦合金，滿足了零件形狀復(fù)雜，高精度的要求，且可多件同時(shí)加工，提高生產(chǎn)效率。
·高鈷刀具材料是鈦合金理想的加工刀具。
·選擇合理的刀具幾何參數(shù)、切削參數(shù)、冷卻液，可以延長切削刀具壽命，提高生產(chǎn)效率。
·安排出合理科學(xué)的工藝規(guī)程是提高效益、節(jié)約成本的方法。
