钛及钛合金的锯切加工性能 

钛是同素异构体，熔点为1720°C。在低于882°C时呈密排六方晶格结构，称为α钛合金；在882°C以上呈体心立方晶格结构，称为β钛。室温下钛合金有三种基体组织。钛合金也就分为以下三类: α钛合金、β钛合金、α+β钛合金，国标表示分别为TA,TB和TC标志。

α钛合金的切削加工性好，a+β钛合金次之，β钛合金差。即便是同一类钛合金，由于其抗拉强度和成分不同，其切削性能也有差异，下表为一部分通用的钛和钛合金的抗拉强度和硬度表。

虽然商业纯钛切起来和奥氏体不锈钢类似，但绝大部分的钛合金并不好加工。当钛合金的硬度大于HB350时切削加工特别困难，小于HB300时则容易出现粘刀现象，也难于切削。但钛合金的硬度只是难于切削加工的一个方面，关键在于钛合金本身化学、物理、力学性能间的综合对其切削加工性的影响。钛合金有如下切削特点：

(1)变形系数小：这是钛合金切削加工的显著特点，变形系数小于或接近于1。切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速带锯条磨损。

(2)切削温度高：由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削区和切削刃附近的较小范围内，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上。

下表为钛合金和其他材料的相对切削性能对比表：

(3)单位面积上的切削力大：切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大带锯条磨损并影响零件的精度。因此，要求工艺系统应具有较好的刚性。

(4)冷硬现象严重：由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧带锯条磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。

(5)带锯条齿尖易磨损：毛坯经过冲压、锻造、热轧等方法加工后，形成硬而脆的不均匀外皮，极易造成崩刃现象，使得切除硬皮成为钛合金加工中困难的工序。另外，由于钛合金对带锯条齿尖材料的化学亲和性强，在切削温度高和单位面积上切削力大的条件下，带锯条很容易产生粘结磨损。锯切钛合金时，有时前刀面的磨损甚至比后刀面更为严重。在锯切加工中，由于钛合金材料的导热系数低，而且切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，集中在切削变形区和切削刃附近的较小范围内，加工时切削刃刃口处会产生高的切削温度，将大大缩短带锯条寿命。对于钛合金TC4而言，在带锯条齿尖强度和背部强度以及锯床功率允许的条件下，切削温度的高低是影响带锯条寿命的关键因素，而并非切削力的大小。下表为钛合金的材料特点以及这些特点对切削的影响的简表。

下表为几种典型钛和钛合金的硬度和相对于TC4的切削难度系数。

下图为三种钛合金的切削难度系数的趋势图。

切削用量的选择

如果采用CB-MP硬质合金带锯条，几种典型钛合金的大致锯切参数如下（TC和TB用了相同的硬度，以便说明尽管在相同的硬度情况下，不同类型的钛合金其难度系数也不同）：

如果换成了双金属带锯条，线速度和效率均要相应降低，而如果换成了切削力更小的CB-PRO和CB-X925,则切削效率可适当提高。即便是同一种材料，如果其硬度差异显著，如35HRC和41HRC，那么参数也要做适当调整。

锯切加工时的其他注意事项   

如锯床为有级变速或锯带速度不能满足要求时，则取较低一档的锯带速度，并相应降低切削效率。

锯切这种材料时，如果没有硬皮的情况下，不用进行过多磨合。由磨合向标准锯切参数转换时，应先将锯带速度调高，再提升进给量。整个调整过程要避免震动。

硬皮先用久的锯条将其处理，这样可以节省带锯用量。

选择极压切削油或10~15%极压乳化液，此外，切削液的供须充分，才能发挥其作用。如果有的机床切削液供应不充分或压力过下，可考虑改造冷却系统。

机床处于良好的工作状态，具有足够的切削功率。

钢丝刷的位置要调整恰当，以便有消除锯带齿部的钛屑。

导向臂间距要调整适宜，增加切削稳定性和系统刚性。

锯带与导向轮背部的间隙调整适宜，可保持锯带寿命。