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切削BT20钛合金材料中刀具磨损研究

BT20钛合金是俄罗斯研制开发的一种重要结构材料，其主要特点是密度小但强度高，虽然密度只有4500kg/m3，但强度却是铝合金的10倍。作BB肥为典型的a+b相钛合金，既是一种综合性能很好的材料，同时又是典型的难加工材料，切削加工过程中刀具磨损情况非常严重。为降低企业成本，提高生产率，急需对多功能试验软件包该材料进行切削加工压力实验机用于丈量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力实验，了解刀具磨损原通讯软件因并找出解决办法。本文就该问题进行了研究和探讨。

1 BT20钛合金的铣削实验

1) 实验设备及参数

a. 机床类型：X62W

b. 刀具材料：YM30硬质合金

c. 刀具几何参数：go=8°；ao=5°；ls=0°

d. 切削用量：v=58.9m/min，f=0.254mm/r，ap=3mm

e. 切削方式：不对称顺铣

f. 观测仪器：SS55模切胶带0型电镜。

2) 实验结果及分析

通过实验，BT20钛合金材料切削中刀具的主要磨损形态及原因如下：

a. 月牙洼磨损 如图1所示。刀具产生月牙洼的原因一方面是由于钛合金的变形系数小，切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增加；另一方面的原因是钛合金导热系数小，切屑与前刀面接触距离长，但接触长度极短，切削热不易传出，因此容易造成前刀面磨损。

b. 后刀面的磨损 如图2所示，分析其原因，首先BT20钛合金的粘结特点比较突出；其次钛合金在较高的切削温度下与空气中的O、N、H元素发生化学反应形成脆硬层，更增加了刀具后刀面磨钝程度。

c. 边界磨损和沟纹磨损 如图3所示，BT20钛合金化学活性大，容易形成脆硬层，故有时出现这种情况。边界磨损主要在主后刀面上，而沟纹磨损则在副后袋灌装机刀面上。

只有对它了1定的了解过图1 前刀面月牙洼磨损 图2 后刀面的磨损 图3 边界和沟纹磨损

在切削BT20钛合金的过程中，刀片的磨损不以单一的形式出现，往往可以观察到多种形式的磨损共存。而产生磨损的因素与切削温度高、材料硬化严重有直接关系。因此，控制切削温度和冷硬现象是切削BT20钛合金的关键。

2 改进BT20钛合金切削加工的措施

1) 降低切削速度

切削温度明显下降，既可以抑制切削热对刀具的磨损，又能延缓脆硬层的生成，从而提高刀具耐用度。为保证生产率，可适当加大切削深度作为弥补措施。

2) 采用非常规切削方式

低温切削可有效降低切削区温度，延长刀具使用寿命；针对BT20钛合金化学活性大、容易生成TiO、TiN等脆硬层，可采用惰性气体保护切削方法来延缓刀具磨损。

3 结论

通过铣削实验，分析了切削BT20钛杜绝各类背规收费行动合金时刀具磨损的主要方式及原因，并提出了相应的办法和措施。(end)

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