钛合金为什么难加工？

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编者按

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钛合金具有强度高、耐腐蚀、耐高温、抗疲劳等良好的特性，在航空、航天、核能、医疗器械等领域中得到了越来越广泛的应用。然而，钛合金也是一种难加工材料，因为它的热传导率低、加工硬化严重、与刀具的亲和性高、塑性变形小，其被切削指数只相当于易削钢的20%。所以在加工钛合金时，需要选择专用刀具才能保证效率。今天给大家介绍瓦尔特的整体硬质合金铣刀和松德刀具的SG530系列钛合金铣刀。

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瓦尔特

瓦尔特在金属加工领域是全球领先企业之一，专业提供各种用于铣削、车削、孔加工和螺纹加工的精密刀具。瓦尔特为客户提供各种量身定制的机加工解决方案，用于航空航天、汽车和能源以及通用机械等行业整体零部件的加工。集团的Engineering Kompetenz（优势技术能力）涵盖了整个切削工艺。旗下成立于1919年的德国普瑞特，生产硬质合金铣刀历史悠久，为市场提供完整的高质量整体铣刀解决方案。

1. 加工工艺、解决方案介绍

钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高，已经在航空和医疗等行业大量使用，得益于钛合金结构强度高，同时为了减轻重量，需要进行大余量的去除，作为难加工的高温合金，对铣刀的性能提出了很高的要求。

瓦尔特推出了四款专用用于钛合金加工的刀具：

①适用于 ISO S、P和M组材料的瓦尔特整体硬质合金铣刀 MD177 & MD173 Supreme（致强）

这两款 Supreme（致强）刀具的刃口设计也有别于普通的整体硬质合金铣刀：七齿设计可实现卓越的生产效率，其不等分齿设计有效减少振动，从而确保高度的运行平稳性。整个刀刃长度都可以使用，因此磨损发生相对均匀，进而延长了铣刀的使用寿命。配备断屑槽的刀刃实现出色断屑，从而在维持较高金属去除率的同时保障优异的工艺可靠性。

②瓦尔特整体硬质合金铣刀 MD377 Supreme（致强）和 MC377 Advance（超强）

这两款整体硬质合金铣刀适用于粗加工、精加工、半精加工以及全槽铣、坡铣、肩铣和插铣；MD377 Supreme（致强）还适用于动态铣削。除了通用性强，还具有瓦尔特刀具材质 WK40EA 的长寿命并提供瓦尔特全球修磨服务。这款高端钛合金铣刀拥有5个切削刃（优化生产效率），振动更小（得益于不等分割）且带有 HIPIMS 技术的瓦尔特最新 AlTiN+ZrN 涂层，在加工难切削的钛合金时实现最长的刀具寿命。

2. 加工视频

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松德刀具

松德刀具公司是一家专业的精密数控刀具制造企业，一直专注于高端数控刀具产品的研发、生产和销售，产品范围覆盖孔加工刀具/铣削刀具/车削刀具/整体硬质合金刀具及刀柄系统等领域，广泛应用于汽车、航空航天、能源、通用机械、模具、船舶及工程机械等行业。

1. 加工工艺、解决方案介绍

钛合金是典型的难加工材料，主要应用于航空、航天领域，特别对于一些飞机的骨架，零件属于薄壁，角落部分还需要角度头进行加工，对于刀具就提出了更高要求！

①工件加工难点

客户的产品都是飞机骨架，使用的龙门加工，都是筋板类加工，壁厚2~3mm，加工材质TC4，对于角落部分的加工，使用高速角度头，要求高效率、高稳定性加工！

②加工方法

采用松德刀具新开发的五刃钛合金铣刀，每条刃与相邻刃的间距与螺旋轨迹都各不相同，这样就大大减少了谐振效果，使得刀具切削更加平稳轻快，配以与欧洲顶级公司专为松德刀具开发的针对高附着力、低摩擦系数的PVD涂层，使得刀具的性能更上一层楼！

2. 加工实例及结论

零件名称：大型框架类零件

零件材料：TC4（Ti-6Al-4V）钛合金

机床：定柱定梁式五轴龙门加工中心

冷却方式：机床内冷、角度头外冷

加工类型：铣削                           

刀具：5EMR D120.40.024.85.C12 SG530

切削参数：Vc=80m/min，S=2122rpm，f=1.7mm/r，F=3600mm/min，Ap=4mm，Ae=0.3mm，Q=4.32cm³/min

3. 刀具优点及效果

在采用角度头加工、并且壁厚都是2mm左右的恶劣工况下，松德5EMR D120.40.024.85.C12 SG530钛合金铣刀依然展现出了无与伦比的高超性能，每转进给量达到了1.7mm/rpm，并且在这种状况下，铣削时长达到10小时以上，体现出了国产刀具在难加工材料领域日渐增强的竞争力！

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☞来源：金属加工 ☞本文责编：刘可心；本文校对：邵玉洁