钛合金工件的低温切削工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钛合金工件的低温切削工艺，该工艺包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为1℃～12℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，得到冷却的钛合金工件；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削深度为0.05mm～3mm，进给速度为3mm/min～90mm/min。本发明专利技术的钛合金工件的低温切削工艺不仅加工效率高，刀具消耗小，而且避免了造成切屑高温燃烧的风险，切削加工安全性高。

【技术实现步骤摘要】
钛合金工件的低温切削工艺
本专利技术涉及钛合金产品的切削加工
，具体地指一种钛合金工件的低温切削工艺。
技术介绍
钛合金材料的化学性质比较活泼，在800℃以上高温时，易与卤素、氧、硫、氮产生化合反应，能在氮气中剧烈燃烧，在1000℃以上能分解水，放出氢气。粉状或细条状钛合金能在600℃以上点燃，块状钛合金能在1200℃以上产生自燃。另外，钛合金的导热性差，导热率只有普通碳钢的20％，在干式切削加工中，如果切削速度过快、刀具磨损变钝、切屑厚度过薄时，切屑容易产生高温燃烧。此外，特殊情况下钛合金工件需要在与复合材料产品组装后进行干式切削加工，不能浇注切削冷却液，而且产品精度要求高，不仅加工效率极低，刀具消耗大，而且还存在切屑高温燃烧的安全风险。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种钛合金工件的低温切削工艺，该工艺能够提高钛合金工件切削的加工效率，减少刀具的消耗，而且能够避免切屑高温燃烧的问题。为实现上述目的，本专利技术所设计的钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为1℃～12℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，得到冷却的钛合金工件；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削深度为0.05mm～3mm，进给速度为3mm/min～90mm/min。进一步地，所述步骤1)中，低温氮气的气流流量为20Nm3/h～30Nm3/h。进一步地，所述步骤1)中，低温氮气的温度为5℃～10℃。进一步地，所述步骤1)中，钛合金工件为含涂层钛合金工件，所述含涂层钛合金工件包括金属本体和涂覆在金属本体外表面的涂层，所述金属本体为YG15合金材料制成，所述涂层为TiN材料涂覆而成。进一步地，所述步骤1)中，钛合金工件为无涂层钛合金工件，所述无涂层钛合金工件为YG15合金材料制成的工件。进一步地，所述步骤2)中，切削线速度为3m/min～190m/min，切屑温度≤100℃。优选地，所述步骤2)中，切削线速度为3m/min～190m/min，切屑温度为60℃～100℃。再进一步地，所述步骤2)中，切削线速度为3m/min～150m/min，切屑温度≤95℃。优选地，所述步骤2)中，切削线速度为3m/min～150m/min，切屑温度55℃～95℃。更进一步地，所述步骤2)中，切削深度为0.1mm～1.5mm，进给速度为10mm/min～70mm/min。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：其一，本专利技术的低温切削工艺通过利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的温度为1℃～12℃，可以在短时间内将钛合金工件进行快速冷却，不会与氮气发生高温燃烧反应，而且也避免了在加工过程中切屑发生自燃，从而降低了钛合金工件的消耗率。其二，本专利技术的低温切削工艺中切削深度为0.05mm～3mm，进给速度为3mm/min～90mm/min，切削深度、进给速度合理，避免了切屑厚度过薄时，切屑容易产生高温燃烧的问题。其三，本专利技术的低温切削工艺中切削线速度为3m/min～190m/min，可以避免切削速度过快、刀具磨损变钝的问题，提高了产品的精度。附图说明图1为一种含涂层钛合金工件的剖视结构示意图；图2为一种无涂层钛合金工件的剖视结构示意图；图中，含涂层钛合金工件1、金属本体1.1、涂层1.2、无涂层钛合金工件2。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：实施例1：本专利技术一种钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为10℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的气体流量为20Nm3/h，得到冷却的钛合金工件，钛合金工件为YG15合金材料制成的无涂层钛合金工件2；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削线速度为150m/min、切削深度为3mm、进给速度为90mm/min，切削加工安全，切屑温度为95℃(红外测温仪显示温度)。上述方法与常规的干切削相比，加工效率提高3倍以上，刀具使用用寿命提高3倍以上，且加工安全。实施例2：本专利技术一种钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为10℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的气体流量为20Nm3/h，得到冷却的钛合金工件，钛合金工件为含涂层钛合金工件1，所述含涂层钛合金工件1包括金属本体1.1和涂覆在金属本体外表面的涂层1.2，所述金属本体1.1为YG15合金材料制成，所述涂层1.2为TiN材料涂覆而成；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削线速度为150m/min、切削深度为3mm、进给速度为90mm/min，切削加工安全，切屑温度为80℃(红外测温仪显示温度)。上述方法与常规的干切削相比，加工效率提高3倍以上，刀具使用用寿命提高3倍以上，且加工安全。实施例3：本专利技术一种钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为10℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的气体流量为20Nm3/h，得到冷却的钛合金工件，钛合金工件为YG15合金材料制成的无涂层钛合金工件2；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削线速度为150m/min、切削深度为1.5mm、进给速度为90mm/min，切削加工安全，切屑温度为90℃(红外测温仪显示温度)。上述方法与常规的干切削相比，加工效率提高3倍以上，刀具使用用寿命提高3倍以上，且加工安全。实施例4：本专利技术一种钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为10℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的气体流量为20Nm3/h，得到冷却的钛合金工件，钛合金工件为含涂层钛合金工件1，所述含涂层钛合金工件1包括金属本体1.1和涂覆在金属本体外表面的涂层1.2，所述金属本体1.1为YG15合金材料制成，所述涂层1.2为TiN材料涂覆而成；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削线速度为150m/min、切削深度为1.5mm、进给速度为90mm/min，切削加工安全，切屑温度为75℃(红外测温仪显示温度)。上述方法与常规的干切削相比，加工效率提高3倍以上，刀具使用用寿命提高3倍以上，且加工安全。实施例5：本专利技术一种钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为10℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的气体流量为20Nm3/h，得到冷却的钛合金工件，钛合金工件为YG15合金材料制成的无涂层钛合金工件2；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削线速度为150m/min、切削深度为0.1mm、进给速度为90mm/min，切削加工安全，切屑温度为80℃(红外测温仪显示温度)。上述方法与常规的干切削相比，加工效率提高3倍以上，刀具使用用寿命提高3倍以上，且加工安全。实施例6：本专利技术一种钛合金工件的低温切削工艺，包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为10℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，低温氮气的气体流量为20Nm3/h，得到冷却的钛合金工件，钛合金工件为含涂层钛合金工件1，所述含涂层钛合金工件1包括金属本体1.1和涂覆在金属本体外表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金工件的低温切削工艺，其特征在于：包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为1℃～12℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，得到冷却的钛合金工件；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削深度为0.05mm～3mm，进给速度为3mm/min～90mm/min。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金工件的低温切削工艺，其特征在于：包括如下步骤：1)将液态氮蒸发成温度为1℃～12℃的低温氮气，利用低温氮气对钛合金工件进行冷却处理，得到冷却的钛合金工件；2)将冷却处理后钛合金工件在加工机床上进行切削处理，切削深度为0.05mm～3mm，进给速度为3mm/min～90mm/min。2.根据权利要求1所述的钛合金工件的低温切削工艺，其特征在于：所述步骤1)中，低温氮气的气流流量为20Nm3/h～30Nm3/h。3.根据权利要求1所述的钛合金工件的低温切削工艺，其特征在于：所述步骤1)中，低温氮气的温度为5℃～10℃。4.根据权利要求1或2或3所述的钛合金工件的低温切削工艺，其特征在于：所述步骤1)中，钛合金工件为含涂层钛合金工件(1)，所述含涂层钛合金工件(1)包括金属本体(1.1)和涂覆在金属本体外表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江毅，杨浩晗，李道军，张红明，韩庆波，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42