一種鈦合金滲氫切削加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈦合金滲氫切削加工工藝，該工藝包括以下步驟：1）鈦合金工件預(yù)處理，包括工件表面油污、氧化皮等的去除；2）鈦合金工件滲氫處理，滲氫溫度為650~850℃，滲氫時(shí)間2~4小時(shí)；3）鈦合金工件隨爐冷卻至室溫；4）根據(jù)鈦合金零件實(shí)際要求的尺寸和精度對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削加工；5）鈦合金零件退火處理，在真空爐中進(jìn)行，退火溫度為550~750℃。依據(jù)本發(fā)明可以顯著改善鈦合金切削加工性能，降低切削區(qū)溫度50~150℃，降低切削力66%~78%，提高刀具壽命3倍以上，顯著提升鈦合金切削加工效率。
【專利說(shuō)明】一種鈦合金滲氫切削加工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及金屬切削領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦合金滲氫切削加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金材料具有許多優(yōu)良的特性，例如強(qiáng)度高、耐熱性和耐蝕性好等，因而被廣泛應(yīng)用于航空航天等特殊領(lǐng)域。鈦合金的切削加工是鈦合金制件加工中一種重要的加工手段，但由于鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)小、材料化學(xué)活性大、彈性模量小等特性，導(dǎo)致鈦合金切削加工中一直存在切削效率較低、刀具壽命較短、加工成本較高等問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鈦合金切削加工方面的研究還主要集中在合理選擇刀具以及改善外部切削條件方面，而對(duì)通過(guò)改變材料的化學(xué)成分或改變材料的顯微組織和力學(xué)性能來(lái)改善材料本身的切削加工性的研究還比較少。
[0003]本發(fā)明利用氫在鈦合金中的溶解及其反應(yīng)具有完全可逆性，通過(guò)對(duì)鈦合金進(jìn)行滲氫處理，利用高濃度氫的暫駐改變鈦合金的微觀結(jié)構(gòu)，使鈦合金材料本身的切削加工性能得到提高，實(shí)現(xiàn)鈦合金切削加工效率的顯著提高。切削加工完畢，再利用氫在鈦合金中的溶解及其反應(yīng)具有完全可逆性，通過(guò)真空退火的方法將氫從鈦合金中去除，使零件在服役之前的氫含量恢復(fù)到安全水平，確保在服役時(shí)不發(fā)生氫脆。依據(jù)本發(fā)明可以顯著改善鈦合金切削加工性能，降低切削區(qū)溫度5(Tl00°C，降低切削力66%~78%，提高刀具壽命3~10倍，大幅提升鈦合金加工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠顯著降低切削力、切削區(qū)溫度、提高刀具壽命的鈦合金滲氫切削加工工藝，以解決上述中現(xiàn)有鈦合金切削加工方法中存在的問(wèn)題與缺陷。
`[0005]該鈦合金滲氫切削加工工藝包括如下步驟:
1)鈦合金工件預(yù)處理，包括工件表面油污、氧化皮等的去除；
2)鈦合金工件滲氫處理，滲氫溫度為65(T850°C，滲氫時(shí)間2~4小時(shí)；
3)鈦合金工件隨爐冷卻至室溫；
4)根據(jù)鈦合金零件實(shí)際要求的尺寸和精度對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削加工；
5)鈦合金零件退火處理，在真空爐中進(jìn)行，其真空度大于等于
5.x W5MmIig ,退火溫度為 55(T750°C。
[0006]所述的鈦合金滲氫后,其含氫量為0.1wt°/T0.9wt%。滲氫溫度為鈦合金聲相變轉(zhuǎn)化點(diǎn)以下(T40°C，滲氫時(shí)間2~4小時(shí)。鈦合金工件切削工藝為車削、銑削、刨削等大面積平面余量和回轉(zhuǎn)余量去除加工工藝。所述鈦合金的種類為α.合金、《 + P合金、近-合金，如當(dāng)所選鈦合金為BT120時(shí)，加入0.3wt%~0.6wt%的氫，以40~60m/min的切削速度加工，可使切削區(qū)溫度降低100~150°C，切削力從380~330N降低到230~200N，刀具壽命提高3倍。[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在鈦合金傳統(tǒng)切削加工工藝基礎(chǔ)上引入了氫處理，利用高濃度氫的暫駐改變了鈦合金的微觀結(jié)構(gòu)，大幅度提高了鈦合金的切削加工性能，大幅提升鈦合金切削加工效率，利用本發(fā)明進(jìn)行鈦合金的切削加工可以顯著降低切削區(qū)溫度、切削力，有效提高刀具壽命，大幅提升鈦合金切削加工效率。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此 贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
[0009]實(shí)施例1
鈦合金滲氫切削加工工藝包括如下步驟:
1)鈦合金工件預(yù)處理，包括工件表面油污、氧化皮等的去除；
2)鈦合金工件滲氫處理，滲氫溫度為650°C，滲氫時(shí)間4小時(shí)；
3)鈦合金工件隨爐冷卻至室溫；
4)根據(jù)鈦合金零件實(shí)際要求的尺寸和精度對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削加工；
5)鈦合金零件退火處理，在真空爐中進(jìn)行，其真空度大于等于5χ1ιΤ5—/%,退火溫度為 550 0C ο
[0010]滲氫處理后鈦合金含氫量為0.lwt%。
[0011]步驟4中所述的對(duì)鈦合金工件切削加工的工藝為車削、銑削、刨削。
[0012]所述鈦合金的種類為》合金。
[0013]本實(shí)施例通過(guò)在鈦合金傳統(tǒng)切削加工工藝基礎(chǔ)上引入了氫處理，利用高濃度氫的暫駐改變鈦合金的微觀結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鈦合金切削性能的改善和切削加工效率的提高。本實(shí)施例進(jìn)行鈦合金的切削加工可以顯著降低切削區(qū)溫度、切削力，有效提高刀具壽命，大幅提升鈦合金切削加工效率，如以40m/min的切削速度加工，可使切削區(qū)溫度降低100?150°C，切削力從380?330N降低到230?200N，刀具壽命提高3倍。
[0014]實(shí)施例2
鈦合金滲氫切削加工工藝包括如下步驟:
1)鈦合金工件預(yù)處理，包括工件表面油污、氧化皮等的去除；
2)鈦合金工件滲氫處理，滲氫溫度為750°C，滲氫時(shí)間3小時(shí)；
3)鈦合金工件隨爐冷卻至室溫；
4)根據(jù)鈦合金零件實(shí)際要求的尺寸和精度對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削加工；
5)鈦合金零件退火處理，在真空爐中進(jìn)行，其真空度大于等于5xir5_/fg,退火溫度為 600。。。
[0015]本實(shí)施例是通過(guò)在鈦合金傳統(tǒng)切削加工工藝基礎(chǔ)上引入了氫處理，利用高濃度氫的暫駐改變鈦合金的微觀結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鈦合金切削性能的改善和切削加工效率的提高。所述的鈦合金滲氫后含氫量為0.5wt%0鈦合金工件切削工藝為車削、銑削、刨削等大面積平面余量和回轉(zhuǎn)余量去除加工工藝。所述鈦合金的種類為《 + -合金。
[0016]本實(shí)施例進(jìn)行鈦合金的切削加工可以顯著降低切削區(qū)溫度、切削力，有效提高刀具壽命，大幅提升鈦合金切削加工效率，若以50m/min的切削速度加工，可使切削區(qū)溫度降低100?150°C，切削力從380?330N降低到230?200N，刀具壽命提高4倍。
實(shí)施例3
鈦合金滲氫切削加工工藝包括如下步驟:
1)鈦合金工件預(yù)處理，包括工件表面油污、氧化皮等的去除；
2)鈦合金工件滲氫處理，滲氫溫度為850°C，滲氫時(shí)間2小時(shí)；
3)鈦合金工件隨爐冷卻至室溫；
4)根據(jù)鈦合金零件實(shí)際要求的尺寸和精度對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削加工；
5)鈦合金零件退火處理，在真空爐中進(jìn)行，其真空度大于等于5χ10_5_/%,退火溫度為 750 0C ο
[0017]滲氫處理后鈦合金含氫量為0.9wt%。
[0018]步驟4中所述的對(duì)鈦合金工件切削加工的工藝為車削、銑削、刨削。
[0019]所述鈦合金的種類為近4合金。
[0020]本實(shí)施例是通過(guò)在鈦合金傳統(tǒng)切削加工工藝基礎(chǔ)上引入了氫處理，利用高濃度氫的暫駐改變鈦合金的微觀結(jié)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鈦合金切削性能的改善和切削加工效率的提高。若以60m/min的切削速度加工，可使切削區(qū)溫度降低50?150°C，切削力從380?340N降低到230?180N，刀具壽命提高近7倍。
[0021]本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦合金滲氫切削加工工藝，其特征在于包含如下步驟: 鈦合金工件預(yù)處理，包括工件表面油污、氧化皮等的去除； 鈦合金工件滲氫處理，滲氫溫度為65(T850°C，滲氫時(shí)間2?4小時(shí)； 鈦合金工件隨爐冷卻至室溫； 根據(jù)鈦合金零件實(shí)際要求的尺寸和精度對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削加工； 鈦合金零件退火處理，在真空爐中進(jìn)行，其真空度大于等于5x Kr5MmIig ,退火溫度為 55(T750°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金滲氫切削加工工藝，其特征在于，滲氫處理后鈦合金含氫量為0.lwt%?0.9wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金滲氫切削加工工藝，其特征在于，步驟4中所述的對(duì)鈦合金工件切削加工的工藝為車削、銑削、刨削。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的一種鈦合金滲氫切削加工工藝，其特征在于，所述鈦合金的種類為I合金、《 + P合金、近P合金。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK103753144SQ201410021648
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】鄧文君, 王斌, 張嘉陽(yáng), 李慶, 梁土榮 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)