鈦合金的磨削

發布日期:2012-10-28    蘭生客服中心    瀏覽:5158

  磨削鈦合金除了常用的普通磨削法外,還可采用緩進給磨削法和低應力磨削法。

  (1)緩進給磨削法:鈦合金的緩進給磨削的特點與高溫合金類同,有關的詳細情況參照高溫合金的緩進給磨削部分。鈦合金的緩進給磨削一般選用GC60G~JV的砂輪,磨削速度Vc=28~30 m/s,工件速度Vw=70 mm/min,磨削深度αp=1~2 mm。工件表面粗糙度值要求較小時,應采用較硬的砂輪;成形磨削時,可用金剛石滾輪或鋼滾輪來修整砂輪。

  (2)低應力磨削法:鈦合金的低應力磨削是靠減小磨去單位體積金屬消耗的能量,來降低磨后工件表層的殘余拉應力,消除燒傷、變形和裂紋,很適合鈦合金的磨削。低應力磨削應采取以下措施:使用較軟的砂輪,經常保持砂輪和修整工具的鋒利,減小徑向進給量(或磨削深度),降低磨削速度,大量充分使用性能好的磨削液。但此法生產率低,只適用于承受很高應力的零件(如:高循環應力或在腐蝕條件下工作的零件),用這種磨削法可提高零件的疲勞強度。其磨削用量見表7-14。

  為了達到低應力磨削效果,應嚴格控制粗、半精、精磨三個階段的徑向進給量(或磨削深度):

 、俅帜ルA段。由毛坯尺寸磨至比最終尺寸大0.25 mm,采用fr≤0.05 mm/st。

 、诎刖ルA段。再磨至比最終尺寸大0.05 mm,采用fr=0.008~0.015 mm/單行程,半精磨前應修整砂輪。

 、劬ルA段。磨至最終尺寸,采用fr=0.0025~0.005 mm/st,或根據需要用2~4個行程的無火花磨削至最終尺寸,精磨前應修整砂輪。

  1、怎樣選擇砂輪?

  (1)磨料的選擇:白剛玉WA砂輪一般只能在Vc≤10 m/s的條件下磨削鈦合金,因為Vc加大會使磨削溫度升高,鈦合金表層會發生組織轉變;而且在高溫下很容易吸收空氣中的氧形成氧化鈦,并與Al2O3生成固溶體,因而增大了鈦與Al2O3的粘附結合力,加劇砂輪的粘結磨損。

  綠碳化硅GC及鈰碳化硅CC磨料與鈦合金粘附較輕,尤以CC砂輪的磨削力小且磨削溫度低。采用混合磨料(以GC及CC為主磨料,以鉻剛玉PA、單晶剛玉SA、鋯剛玉ZA或微晶剛玉MA為副磨料)磨削效果能得到很大提高,磨削溫度降低到600℃以下,磨削比可達12。

  采用人造金剛石JR和立方氮化硼CBN超硬磨料磨削鈦合金效果最好。CBN砂輪磨削鈦合金的磨削比比采用混合磨料高50~60倍,且工件表層殘余應力幾乎都為壓應力,陶瓷CBN砂輪磨削效果見表7-11。

  (2)粒度和硬度的選擇:粒度和硬度都影響磨削比,粒度的影響大些。磨削鈦合金時,常用粒度號為36號~80號的磨料、硬度為K~M的砂輪;較軟的砂輪磨削力較小且磨削溫度較低,但磨損較大。實踐證明,既能減小磨削力又能適當提高磨削比,采用粒度為80號、硬度為J的砂輪為宜。

  (3)結合劑的選擇:磨削鈦合金的砂輪一般選用陶瓷結合劑V,這種結合劑的砂輪磨削力比較大;對大而薄的砂輪選用橡膠結合劑R,可降低磨削溫度和磨削力。

  (4)組織的選擇:采用中等偏疏松或疏松的砂輪組織5~8號為宜。成型磨削及精密磨削時,為保持砂輪型面及磨削表面粗糙度,可選用組織較為緊密的砂輪。

  磨削鈦合金時,不同磨削方式使用砂輪的具體選擇見表7-12。

  2、磨削鈦合金時怎樣選擇磨削用量?

  由于鈦合金的磨削溫度高,再加上鈦合金的化學活性大,工件表層組織很容易發生相變,而且容易產生有害的殘余拉應力,會降低零件的疲勞強度,因此在選擇鈦合金的磨削用量時首先要考慮的是降低磨削溫度。磨削速度對磨削溫度的影響最大,即磨削鈦合金時的速度不宜太高。具體的鈦合金磨削用量見表7-13。

  3、磨削鈦合金時怎樣選擇磨削液?

  磨削鈦合金時,要求磨削液具有冷卻、潤滑和沖洗作用,更重要的是應具有抑制鈦與磨料的粘附作用和化學作用。目前用得較多的是水溶性磨削液,有亞硝酸鉀溶液、亞硝酸鉀和甲酸鈉溶液、亞硝酸鈉溶液、亞硝酸鈉和甲酸鈉溶液、亞硝酸胺溶液等。使用含極壓添加劑S、Cl、P的極壓油,效果較好,尤以氯(Cl)極壓油效果最好,但磨后應清洗零件,以防降低零件的抗疲勞強度。

  對于緩進給磨削推薦選用下述配方制備磨削液:亞硝酸鈉1%,苯甲酸鈉0.5%,甘油0.5%,三乙醇胺0.4%,水(其余)。使用立方氮化硼CBN砂輪磨削時不宜使用水溶性磨削液,因BN與水在800℃左右會起化學反應,造成砂輪過快磨損(BN+H2O→H2BO3+NH3)。

  使用磨削液時,應特別注意流量要足夠大,每毫米砂輪寬度一般不低于0.5 L/min。砂輪線速度越高,流量應越大。水箱容量一般為流量的1.5~3倍,以保持磨削液處于較低的溫度。另外,鈦合金的磨削溫度較高,鈦屑容易引起自燃,在使用油劑磨削液時,應注意防止發生火災。

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