专利名称：稀土强化钛合金型材加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种航空航天用金属材料，属于钛合金型材加工工艺技术领域。
背景技术：
目前，由于航空航天事业的发展，为满足航空工业对材料的需求，钛合金受到重视并得以发展。钛合金以其质量轻、强度高、力学性能及抗蚀性能良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，特别是是未来新型战机将大量使用钛合金，这有助于提高飞机的耐热性、减轻机体质量、增大机体强度。但是钛合金一直以来都是公认的难加工材料之一，因其热传导系数小、比热低、化学性能活泼等特点，给机械加工带来一定的难度。另一方面钛合金型材不利于切削，型材导热系数低、易形成高温、散热慢，加工后零件变形回弹大，易变形，故在加工中因切削力大、切削温度高，导致刀具易磨损，寿命减低，这些问题长久以来一直困扰钛合金型材加工。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种稀土强化钛合金型材加工工艺，型材材料切削应力大，工序周期短,并且成品率高,能够更大程度的满足航天航空材料的加工要求。为解决上述技术问题，本发明采用稀土元素钕(N d)使钛合金强化并改善。稀土元素能显著细化钛及钛合金的铸钛组织，尤其是钕元素是最有效的。钕元素对钛合金的性能影响包括对伸拉性能的影响，对蠕变性能的影响，对热稳定性的影响，对加工性能的影响。当钕应用于有色金属材料，在合金中添加I. 5 2. 5%钕，可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性，被广泛用作航空航天材料。本发明所述的钛合金中添加钕元素，能够在钛合金表面的抗氧化性能和耐热性能，在500°C下钛合金材料仍保持有良好的高温抗张强度、抗蠕变强度和热稳定性等综合性能。将稀土元素钕应用到钛合金材质中，调整和优化该材质微合金配比，改善用钛合金组织结构的晶格，材质的抗拉强度、屈服强度、硬度、延伸率等力学性能，耐腐蚀性、耐高温性等物理性能和化学性能显著提高替代传统的钛合金型材，解决了长期困扰我国航天、航空、等领域对高性能铸钛合金材质的性能一直无法达到使用要求这一技术难题。另外，在钛合金加工中掌握对切削刀具的要求，解决钛合金型材在加工中切削力大、切削温度高，导致刀具易磨损，寿命减低的问题。与现有技术相比，本发明的有益效果在于在钛合金中添加钕元素，使型材材料优化性能，在高温下不易变形，且易切削，大大的降低了型材加工刀具的磨损度；另外选择合适的刀具，减少切削刀具的磨损，降低生产成本。
具体实施例方式具体地说，钛合金的型材加工结合刀具选择采取了如下技术方案
(I)、控制刀尖温度首先，切削速度不宜过高，大约为4(T60m/min，切削速度过高会产生大量切削热，导致刀具寿命降低，因此应避免采用过高的切削速度。其次，缩短刀具与工件的接触时间。刀具与工件接触时间越长，产生的热量就越多，会导致刀具寿命降低。而刀具直径越大，接触时间就越长，因此在允许的范围内，应尽可能使用小直径刀具。另外，加工过程中充分使用切削液，提高冷却效果。充分使用切削液，尤其是15mpa以上的超高压切削液，以降低刀尖温度、改善切屑处理效果、防止产生积屑瘤，从而提高切削速度和生产率。(2)、提高刀具刚性
通过缩短刀具悬伸长度、增大刀具直径，可提高刀具刚性、减小刀具挠曲度。在因工件形状必须采用较大悬伸量的场合，应用插铣加工也很有效。(3)、锯齿切削刃刀具的使用 由于锯齿切削刃可减小接触宽度，从而可减少热量的产生。此外，切削液可从锯齿之间到达被切削面，因此锯齿切削刃刀具对钛合金的加工十分有效。
权利要求
1.稀土强化钛合金型材加工工艺，其特征在于本发明采用的方案如下 (1)采用稀土元素钕(Nd)使钛合金强化并改善，在合金中添加I. 5 2. 5%钕，可提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性； (2)掌握切削刀具的要求，控制刀尖温度，提高刀具刚性，实用锯齿切削刃刀具。
2.根据权利要求I所述工艺方法，将稀土元素钕应用到钛合金材质中，调整和优化该材质微合金配比，材质的抗拉强度、屈服强度、硬度、延伸率等力学性能，耐腐蚀性、耐高温性等物理性能和化学性能显著提高。
3.根据权利要求I所述工艺方法，合理选择和运用刀具在更大程度上控制生产成本，节约工时。
全文摘要
本发明涉及一种稀土强化钛合金型材加工工艺，其特征是采用稀土元素钕(Nd)使钛合金强化并改善。在合金中添加1.5～2.5%钕，提高合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性，改善用钛合金组织结构的晶格，材质的抗拉强度、屈服强度、硬度、延伸率等力学性能，耐腐蚀性、耐高温性等物理性能和化学性能显著，同时在钛合金加工中掌握对切削刀具的要求，解决钛合金型材在加工中切削力大、切削温度高，导致刀具易磨损，寿命减低的问题，从而减少切削刀具的磨损，降低生产成本。
文档编号C22C14/00GK102776411SQ20111012024
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月11日 优先权日2011年5月11日
发明者周兴宝, 施国春, 施小弟 申请人:吴江市天龙机械有限公司