钛合金以其轻质强韧性、耐腐蚀的特性,成为航空航天、医疗等领域的关键材料。然而,其加工难度较大,需依托特殊工艺实现精密制造。
切削加工是钛合金零件成型的基础手段。车削与铣削时,因钛合金弹性模量低、导热性差,易造成刀具磨损与切削热积聚。因此,需选用硬质合金或陶瓷刀具,通过优化刀具角度,降低切削力;同时采用低转速、大进给的参数组合,配合高压内冷系统,及时带走热量与切屑。钻削加工则依赖阶梯钻或内冷钻头,利用5MPa以上冷却液压力,确保深孔加工的精度与效率。
特种加工技术为复杂结构的成型提供了可能。电火花加工凭借非接触式的材料去除方式,能够准确加工航空发动机叶片的复杂内流道,精度可达±0.005mm;激光加工则擅长微米级孔径与表面纹理处理,在医疗植入物的精密加工中发挥关键作用;电解加工通过阳极溶解原理,可无应力地加工涡轮盘榫槽等高强度难加工部位,表面粗糙度控制在Ra≤0.8μm。
表面处理是提升钛合金零件性能的关键环节。阳极氧化形成的耐磨氧化膜,使表面硬度显著提升;PVD涂层沉积的TiN、CrN硬质层,将刀具寿命延长2 - 3倍;喷丸强化技术通过高速弹丸撞击,在零件表面形成压应力层,大幅提高疲劳强度。
这些工艺相辅相成,共同突破钛合金加工的技术瓶颈,让精密零件从设计蓝图变为现实。