鈦合金材料磨削技巧

• (1)由於其化學成分不穩定。 TC4鈦合金在熱變形下會與氧氣和氮氣發生化學反應，甚至與一些含氧氣體，反應也會產生附著在工件表面的氧化皮，如果溫度較高，達到900℃以上的時間，附著在工件表面的水垢會產生水垢，使氧和氮元素很可能滲入金屬，最終形成表面吸氣層。 較高的硬度和較低的塑性是這種吸氣劑層的特點。
• (2)滲碳體在金相組織中的性能屬於復雜的Fe-C化合物，維氏硬度可高達HV1100，但衝擊韌性幾乎沒有。
• (3)導熱係數不高：鈦合金的導熱係數與鋁合金等其他合金相比，只有鋁合金的1/15左右，鋼的1/5左右。 與鋁合金和鋼相比，鈦合金的導熱係數和導熱係數要低很多，僅為鋁合金的1/15左右，鋼的2/7左右。 對一些鈦合金零件的表面加工質量影響比較大。

鈦合金磨削遇到的主要問題

• (1)砂輪粘結問題嚴重。 鈦合金附著在砂輪表面，結合面層如煙。 主要原因是在研磨過程中粘附材料脫落。 這會導致磨粒隨著斷裂而脫落，最終會嚴重損壞砂輪。
• (2)磨削力較大，磨削溫度較高。 在對單個磨粒的磨削試驗中發現，在磨削鈦合金時，較大的比例是滑動過程，磨粒與工件的接觸時間很短，在此過程中摩擦非常劇烈，產生劇烈的彈性。和塑性變形，然後鈦合金被磨成碎片，產生大量的磨削熱，此時磨削溫度可達近1500℃。
• (3)磨削會產生層狀擠壓切屑，主要原因是複雜的變形。 用白剛玉砂輪（WA60KV）磨削45鋼時多形成帶狀切屑，用綠碳化矽砂輪（GC46KV）磨削鈦合金時形成層狀碎屑。
• (4) 在高溫條件下，其化學活性 加工TC4鈦 合金相當活潑，易與空氣中的氧、氮、氫等元素結合，發生劇烈反應，形成二氧化鈦、氮化鈦、氫化鈦等脆而硬的變質層，從而導致TC4 的可塑性降低。
• (5)鈦合金在磨削過程中，遇到疑難問題，主要是傳遞到工件上的磨削熱難以導出，工件容易變形、燒傷，甚至出現一些裂紋。 因此，工件表面會有不同程度的粗糙度。

解決方案

解決磨削燒傷裂紋的抑制措施

用砂輪加工TC4鈦合金時存在一些問題。 更嚴重的問題是粘連。 由於轉速高，磨削力和溫度都比較高，會燒傷表面，產生裂紋。 任景新等人進行了一些實驗研究，以減少加工過程中的這種燒傷和裂紋。 他們覺得可以用軟一點的砂輪，比如代替剛玉砂輪，代替碳化矽或鈰碳化矽砂輪，剛玉砂輪用樹脂粘接，而前者用陶瓷粘接。 還要注意 先進的數控加工 參數，比如砂輪的速度不能太快，實驗分析每秒不能超過20米，磨削深度不能太大，不能超過0.02毫米。 在每一分鐘內，磨削液不僅要散熱好，還要強調其潤滑作用，才能有效抑制粘連現象的發生。 如果是乾磨，潤滑劑可以用固體潤滑劑浸漬砂輪。

鈦合金磨削中砂輪粘結現象及其抑制措施

因為在鈦合金的磨削過程中，一般都會有較高的磨削溫度和較大的法向力，使鈦合金在磨削區、磨料與金屬之間發生劇烈的塑性變形。化學或化學吸附； 研磨金屬向磨粒轉移的原因是剪切力的影響，導致砂輪粘結。 最後磨粒破碎，當磨削力超過磨粒之間的結合力時，磨粒和結合劑就會從砂輪上剝離。

高速高效研磨

有學者對TC4鈦合金材料進行了高速高效磨削。 研究中分析了單位面積磨削力和比磨削能量受磨削量影響的規律。 如果砂輪的線速度與砂輪的關係增加，則單位面積的磨削力顯著下降。 然而，當工作台速度 vw 和磨削深度 ap 增加時，單位面積的磨削力增加。 如果砂輪的線速度vs.增加，比磨削能增加，但如果工作台速度vw和磨削深度ap增加，比磨削能減小。

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