鈦合金CNC精密加工

鈦合金（如TC4、Ti-6Al-4V）憑借高強度、低密度與耐腐蝕性，成為航空航天、醫療器械等領域的“明星材料”。然而，其切削力大、導熱性差、易粘刀等特性，讓CNC加工面臨“高精度”與“高效率”的雙重挑戰。本文從工藝優化、刀具選擇、設備應用等維度，解析鈦合金加工的核心策略。

一、鈦合金加工的“三大攔路虎”

1. 切削熱失控
   鈦合金導熱系數僅為鋼的1/7，切削熱集中在刀尖，導致刀具快速磨損（壽命縮短50%以上），工件表面易氧化、硬化。

2. 彈性變形引發精度危機
   鈦合金彈性模量低，加工時易發生彈性回復，薄壁件（如航空葉片）尺寸偏差可達±0.05mm，表面粗糙度Ra>3.2μm。

3. 粘刀與積屑瘤
   高溫下鈦合金與刀具材料發生化學反應，形成積屑瘤，導致表面劃痕、毛刺，良品率下降30%。

二、破解難題的“四大關鍵策略”

1. 刀具選擇：硬核材質+精準參數

• 粗加工：采用涂層硬質合金刀具（如肯納KCP25），Vc=40~60m/min，f=0.1mm/r，ap=2mm，配合高壓內冷（壓力≥8MPa），降低切削溫度。

• 精加工：PCD（聚晶金剛石）刀具是“王牌”，Vc=80~120m/min，f=0.03mm/r，ap=0.2mm，可實現Ra≤0.8μm的鏡面效果。

2. 夾具設計：穩如磐石，減少變形

• 薄壁件：采用真空吸盤+輔助支撐，分散夾緊力，避免工件變形。

• 復雜結構：液壓脹緊夾具提供均勻夾持，確保加工穩定性。

3. 切削液策略：冷卻與潤滑的平衡

• 水基切削液：冷卻效率高，但需添加防銹劑，避免鈦合金腐蝕。

• 微量潤滑（MQL）：油霧冷卻環保高效，適用于精密加工（如醫療植入物）。

4. 工藝路徑：分層切削+順銑優先

• 大余量材料分3~5次去除，單次切深≤1mm，減少切削力波動。

• 順銑方式可降低表面粗糙度20%以上，避免加工硬化。