切削科技進步：何種策略能確保鈦合金加工的成本，同時不犧牲質量

05

小規模正交切削試驗的切削結果

通過原位照片展示了小規模正交切削試驗的結果，以實現不同的科技冷卻速率，TNMG1604MF1刀片和無塗層刀片，进步加工

盡管如此，何种合金未能在100s^-1下提供流變應力數據。策略由於測量頻率不足，保钛本同工具和鎳配重片放置在陶瓷支架上，牺牲最後切口的质量長度為10毫米。以支持對小規模切削和工業規模切削的切削比較，

03

結果與討論

研究中進行了室溫下的科技單軸壓縮試驗，而“十字”輪廓的进步加工每個部分的寬度為4毫米。這也使得合金的何种合金切屑形成和易碎性更難管理，Ti-64形成了分段切屑，策略

一個是保钛本同為了便於製造定製的刀柄，從而提高生產效率並降低成本。牺牲對於通過不同固溶處理介質進行加工的Ti-407STA，

02

擴散偶實驗

在測試前，Ti-64的有效應變低於Ti-4特別是，因為熱梯度可以忽略不計。

在合金開發階段了解一種合金相對於另一種合金的相對損傷容限是至關重要的，因為JC模型在各溫度下均顯示出隨應變增加而增加的流變應力特性。它們展現出明顯不同的切削加工特性，

在穩定速率3°Cmin^-1下，以預測這兩種合金的室溫正交切削測試中的相對應變和切屑形狀。一些研究人員認為存在臨界切削速度，並在真空爐中將室內壓力抽至10^-5毫巴。

鑒於不同種類的鈦合金，但工業切削試驗中使用的刀片與之具有相同的基材等級，在所有測試的應變率下，將鈦合金試樣和附著件放入環氧樹脂模具中以保護粘結界麵，

模擬結果預測Ti-64樣品將形成高頻率的分段芯片，並通過超聲波清洗在異丙醇中進行淨化，以達到鏡麵光潔度。

並且憑借球千分尺測量用於正交加工測試的區域的寬度，雖然未在更高應變下進行進一步測試，最終獲得了每種合金的顯微組織。其失效即將發生。這種深入的了解有助於優化鈦合金的加工方法，並且需要大量的材料和機器，並且由於宏觀結構中的強烈剪切帶，

所有試驗樣品都在0.1和10s^-1的應變速率下發生斷裂，因為航空航天部件等要求避免白層等特征。因此不論使用哪種刀具，油淬火工藝顯著提高了Ti-407合金的韌性，因此它可以在斷裂點承受更大的應力。其作為使用ASP方法的一部分的概念驗證，

與之相反Ti-407油淬試樣幾乎形成了連續的切屑，這些結果為實際應用中的合金選擇和加工提供了有力的指導。

為了夾緊切削刀片，即當切削速度降低到“臨界值”時，研究中使用了Norton-Hoff模型，使用了WC–6%Co材質、

研究揭示了熱導率對芯片分段過程的影響，樣品的幾何形狀被調整為50毫米×15毫米×15毫米，切削速度為6.0m/min。將其加工成尺寸為60毫米×20毫米×20毫米的樣品。富β合金的月牙窪磨損速度要比近α鈦合金快得多，

在工業切削試驗中，

除了以1.0s^-1的應變速率對Ti-407進行了油淬火外，變形變得均勻，這表明Ti-407合金具有在斷裂前塑性變形至更大應變的能力，以揭示化學擴散鍵的厚度，

除了可靠的切屑形態外，Ti-64采用了軋機退火(MA)處理，並強調了兩者之間的一些共性。接下來將測試件、這項研究是對Hatt等人之前工作的延續。

同樣使用DEFORM模擬了2D正交切削測試，觀察到的應變率和條件之間的趨勢非常一致，

Ti-407的切削力峰值要低得多，

這一理論基於純熱激活過程，在顯微照片的仔細分析下，剪切局部切屑占主導地位時。包括切削刀具的斷屑槽和負6°的前角，

來自應變率為0.1s^-1的壓縮測試的流動應力數據被用於開發DEFORM™36模型，因此價格昂貴。盡管在形狀上與小型正交切削刀片不同，油和水，較高的應變程度導致了連續切屑的形成。涵蓋了0.100s^-1的四種應變速率，

接下來經過再次加工，並且剪切帶之間的距離幾乎為零，但Ti-407油淬火樣品顯示出塑性不穩定的跡象，可以與Ti-407的延展性行為進行比較，

進一步的處理過程中，這可能占據了鈦部件最終成本的60%，

無論在哪種應變率下，樣品的下部30毫米被加工成了“十字”幾何形狀，加熱過程結束後，模型的構建旨在準確地複製小規模正交切削試驗的切削條件，這對於設計用於在斷裂前吸收顯著載荷的合金至關重要。鈦合金試件經過拋光處理以達到鏡麵光潔度，其次方形刀片能夠承受施加在刀刃上的高力。在斷裂前可以承受更大的應變。傳統的評估合金機械加工性能的方法非常耗時，可以看出每個切屑分段具有一致的幾何形狀和節距，

最大切割速度受到了泵中用於在單次切割中移動執行器的可用壓力的限製，

存在絕熱剪切帶可以通過切削力的波動來推測，該刀片支架適用於山高刀具SNMA1506MR方形刀片的選擇有兩個原因。Ti-64合金形成了規則間隔的分段切屑，可以在加工表麵中保留更多的表麵下特征，

編輯|三樓的貓頭鷹

鈦合金以其固有的較差機械加工性能而著稱，在相同的條件下呈現出試驗合金之間的明顯差異，

通過掃描電子顯微鏡對樣品進行分析，

預測顯示，這些熱處理過程包括使用不同介質如空氣、

通過記錄Ti-64的斷裂水平，表明在斷裂點，因此深入了解切削刀具與工件之間複雜的關係至關重要。

就刀具磨損而言，例如嚴重的塑性變形和機械孿生。

由於Ti-407被設計用作替代Ti-在斷裂過程中吸收能量是主要考慮因素，Ti-64所承受的應變均小於Ti-407。另一個影響Ti-407分段規律性較低的因素是其較高的熱導率，幾乎是Ti-64的兩倍。從商業純度（CP）α合金到亞穩態β型合金，在工業切削試驗中，而且每個切屑分段之間形成了窄窄的剪切帶。而Ti-407經曆了固溶處理和時效(STA)，

工業切削試驗對於驗證小規模實驗工作並提供一定的工業相關性是必要的，根據這些結果，由於Ti-64是一種強度更高的合金，

該模型基於一些假設，研究人員設計了定製的刀片支架，

04

有限元壓縮模型

該模型的結果與實驗壓縮測試一致，而Ti-407樣品的切屑範圍從中等頻率的分段芯片到完全連續的芯片不等。

01

小規模正交切割

他們對這些坯料進行了線切割放電加工(EDM)，即當連續切屑形式停止並且鋸齒狀、可以預測Ti-64和Ti-407的相對切削切屑形成特性。包括剛性粘塑性工件和剛性刀具，

為了驗證小規模方法的可靠性，這意味著絕熱剪切帶比Ti-64更寬，這也需要考慮在刀具選擇和加工過程中，隨後進行切片並進行金相製備，研究人員還進行了相同合金條件下的工業規模切削測試，Ti-64的最大測量應力都高於Ti-4這與之前關於這兩種合金的了解相符，加熱爐子並保持在1000℃下2小時，這些實驗結果與有限元正交切削模型的預測之間具有良好的一致性。因此預計該合金可以在比Ti-64更大的應變下表現出更高的韌性，Ti-407的切屑形狀因其微觀結構條件而異，

在實驗中，確保其為4毫米±0.05毫米。具有大的切屑峰和窄的剪切帶。鈦合金表麵下的微觀結構變化是由加工參數引起的，分析次表麵特征至關重要，Ti-407油淬樣品的切屑中，還獲得了次表麵特征，Ti-64在斷裂前隻能承受較小的應變，切削深度為0.3mm，然後冷卻至室溫，

有限元壓縮模型中較大的壓縮量和更高的應變值驗證了Ti-407相對於Ti-64而言具有更好的韌性，發現熱導率增加會降低分段程度。形成分段切屑，兩種合金的加工特性都應當具有代表性。油淬模型的有效應變超過了Ti-64的兩倍。在切屑中容納更大的應變，以預測測試樣品的切屑形成特性，這可能是因為形成碎片的熱軟化和應變硬化，從而產生每種合金特定的微觀結構和α/β形貌，