在過去的幾年里，鈦合金 和高溫合金在航空航天工業(yè)的應用已經(jīng)變得很普及，特別是在渦輪葉片、壓縮機和框架零件。在材料的優(yōu)勢得到廣泛認可后，現(xiàn)在已經(jīng)延伸到汽車、醫(yī)藥、化工、小零件等工業(yè)領域。隨著鈦合金的出現(xiàn)，高溫合金在工業(yè)領域的應用越來越廣泛，這種難加工材料的加工已經(jīng)成為人們非常關注的問題。

       高強度/重量比使鈦具有很高的耐久性。與合金鋼和鑄鐵相比，鈦具有更好的強度、韌性和延展性。此外，鈦在機械零件上還具有抗氧化和耐腐蝕兩項重要性能。盡管有上述優(yōu)點，但其在處理上的困難是令人望而卻步的。

       同樣的問題也出現(xiàn)在高溫合金的加工過程中。鈦切削加工的難點在于切削力高的局部高溫。由于局部高溫，剪刃會受到破壞，主要表現(xiàn)為剝落和變形。

       雖然在加工相同硬度的工件時，鈦的切削力比鋼的切削力高不了多少，但鈦合金的加工過程較為復雜和困難，具體如下:

       鈦的低導熱性使得大部分切割產(chǎn)生的熱量都停留在工具的尖端。在車削過程中，零件表面會發(fā)生加工硬化，影響零件表面鈦含量的均勻性，降低疲勞強度，降低零件幾何尺寸的精度。在非常罕見的情況下，切割的熱量甚至會引起火花。在重加工過程中，鈦的低彈性模量會引起變形和振動。

       此外，根據(jù)其化學性質，鈦具有與刀具材料發(fā)生化學反應的特點，這種化學反應會加速新月形環(huán)形山的形成。

       在正常情況下，刀具的磨損表現(xiàn)為邊界磨損和累積邊磨損。邊界磨損沿切削刃發(fā)生，同時發(fā)生在刀翼面和前刀面，并隨切削深度變化。

       鑄件、鍛件經(jīng)過熱處理后，由于前一工藝所造成的表面硬化層也是造成葉片磨損的原因之一。刃口的局部溫度往往超過800℃，導致葉片材料與工件材料之間發(fā)生化學反應和物理擴散，最終導致邊界磨損。

       另一種情況是在加工過程中，當?shù)毒吲c工件的接觸面達到一定溫度，壓力較大時，在冷焊的作用下，工件材料附著在前角面上形成組合邊。形成的邊緣繼續(xù)形成并從刀片上脫落。每一次剝落都會同時剝落刀片上的部分合金材料，加速刀具的磨損。

       在實際加工中，ISCAR的解決方案是:

1. 刀片涂層:ISCAR強烈推薦使用超細基體TiAIN PVD涂層來處理鈦合金和高溫合金。PVD所帶來的薄而光滑的涂層表面和基體與基體之間的強附著力，提高了工具抗剝落和新月形火山口的能力。因此PVD涂層使葉片具有更好的耐磨性、化學穩(wěn)定性和抗蜂擁性能。

2. 單靠涂裝是不能解決加工問題的，需要一個正確的加工方案:

1. 采用大前角刀具，有效減少切削力和切削熱，同時工件尺寸偏差最小;

2. 恒定進給是有效防止工件表面加工硬化的一種有效方法。

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