【正文】 京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l （ 4）低溫性能好 鈦合金在低溫和超低溫下能保持力學(xué)性能。 l （ 6）導(dǎo)熱性差 鈦的導(dǎo)熱系數(shù)低，約為 Ni的 1/4，F(xiàn)e的 1/5， Al的 1/14 l （ 7）彈性模量小 鈦的彈性模量為 ，約為鋼的 1/2 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l ：高溫合金又稱耐熱合金或熱強合金，它是多組元的復(fù)雜合金，以鐵、鎳、鈷、鈦等為基，能在 600～ 1000℃ 的高溫氧化環(huán)境及燃氣腐蝕條件下工作，而且還可以在一定應(yīng)力作用下長期工作，具有優(yōu)良的熱強性能、熱穩(wěn)定性能和熱疲勞性能。此外，按使用特性，高溫合金又可分為高強度合金、高屈服強度合金、抗松弛合金、低膨脹合金、抗熱腐蝕合金等。l ： 按其成分可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大類。常用牌號有 1Cr1 2 Cr1 3 Cr1 4 Cr13等。常用牌號有0Cr1 1Cr14S、 1Cr1 1Cr2 0Cr17Ti、1Cr17Ti、 1Cr17Mo2Ti等。l （ 4）奧氏體一鐵素體不銹鋼 常用牌號有 1Cr18Ni11Si、 4AlTi等。 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料與結(jié)構(gòu)概述－分類l 1）高強度和超高強度鋼為具有一定合金含量的結(jié)構(gòu)鋼。通常把調(diào)質(zhì)后 σb、 σs1GPa的鋼稱為高強度鋼；把調(diào)質(zhì)后 σb、 σs超高強度鋼。加工這兩種鋼時，粗加工一般在調(diào)質(zhì)前進行，而精加工、半精加工及部分粗加工則在調(diào)質(zhì)后進行。超高強度鋼視其合金量的不同，可分低合金超高強度鋼、中合金超高強度鋼和高合金超高強度鋼。增強相主要是承載相，基體相主要是連接相，界面相的主要作用是傳遞載荷，三者的不同組分和不同復(fù)合工藝使復(fù)合材料具有不同的性能。l 3. 種類： 按其結(jié)構(gòu)和功能，可把復(fù)合材料分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料。主要有兩種，一是以聚合物為基體，其中以樹脂（環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂）為基體的居多；另一種是以金屬或合金（鋁及合金、高溫合金、鈦合金及鎳基合金）或陶瓷為基體。硬脆性材料由于這些獨特性能而廣泛應(yīng)用光學(xué)、計算機、汽車、航空航天、化工、紡織、冶金、礦山、機械、能源和軍事等領(lǐng)域。陶瓷是以粘土、長石和石英等天然原料，經(jīng)粉碎 — 成形 — 燒結(jié)而成的燒結(jié)體。石材包括天然大理石、花崗石及人工合成的大理石、水磨石等。然而，硬脆性材料具有低塑性、易脆性破壞、微裂紋以及引起工件表面層組織易破壞等缺點，使得硬脆性材料的加工十分困難。有的要在高溫、高壓力狀態(tài)下工作，有的要耐腐蝕、耐磨損，有的要能絕緣，有的則需有高導(dǎo)電率。l （ 1）鈦合金具有密度小、強度高、能耐各種酸、堿、海水、大氣等介質(zhì)的腐蝕等一系列優(yōu)良的力學(xué)、物理性能，因此在航空、航天、核能、船舶、化工、冶金、醫(yī)療器械等工業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。l 難加工結(jié)構(gòu)一般可分為外型面難加工結(jié)構(gòu)和內(nèi)型面難加工結(jié)構(gòu)。l 內(nèi)型面難加工結(jié)構(gòu)主要有：蜂窩結(jié)構(gòu)、陣列孔、有特殊要求的小孔、窄縫及其它特殊復(fù)雜的形腔結(jié)構(gòu)。 2）進一步受到前刀面的擠壓，于是在材料上方隆起一塊材料。局部或全部斷裂，形成節(jié)狀切屑流出。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 1. 鈦合金加工－方法l 鈦合金的車削l 鈦合金的銑削 l 鈦合金的磨削 l 鈦合金的高速切削 l 鈦合金的特種加工 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 對于鎳合金及鈷合金等高溫合金來說，耐高溫的特性直接提高了加工難度。此外，此類合金會迅速產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。由于高溫合金的特殊性能使得它加工起來比較困難。（ 3）加工硬化傾向大 切削試驗表明， vc越高， f越小，加工硬化越小。（ 5）切削溫度高 切削高溫合金時，由于材料本身的強度高、塑性變形大、切削力大、消耗功率多、產(chǎn)生的熱量多，而它們的導(dǎo)熱系數(shù)又較小，所以切削溫度比切削45鋼和不銹鋼都高得多。此外由于接觸長度小，切削熱也集中在切削刃附近，造成溫度高，從而使刀具磨損加快—切屑不易卷曲和折斷由于不銹鋼的塑性高，韌性大，而且高溫強度高，切削時切屑不易折斷 —容易粘刀和形成積屑瘤不銹鋼的塑性大，粘附性強，因而在切削過程中容易形成積屑瘤，使表面光潔度降低。由于它們的硬度高、強度高，塑性相對較低，故與塑性高、強度低的工件材料相比，已加工表面質(zhì)量一般不成問題。 主要措施： 、適用的刀具材料 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系 1. 刀具材料的選擇 難加工材料的加工技術(shù) 6～ 15?5～ 15176。BAA1～ 1?30?～ 2?B硬質(zhì)合金鉸刀 南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 硬質(zhì)合金鉸刀的切削用量 工件材料強度 σ b /MPa切削速度 vc/（ m?min1） 孔徑（ mm）轉(zhuǎn)速 n/（r?min1）1130 6010～ 15 600～ 11801250 551324 5020～ 30 375～ 7501425 401520 3030～ 80 375～ 6001668 20南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l l 鉆削高強度鋼時，可選用高性能高速鋼麻花鉆或硬質(zhì)合金鉆頭。高速鋼麻花鉆，可選用群鉆或修磨成三尖刃形的鉆頭。選用硬質(zhì)合金鉆頭時，可加大頂角，以改善排屑。選用高速鋼鉆頭鉆孔時，一般取vc=10～ 15m/min，當(dāng)工件材料的硬度 HRC大于 45時，切削速度更低。采用硬質(zhì)合金鉆頭時，可選較高的切削速度，但不能太高，必須考慮工件材料的硬度對鉆頭耐用度的影響。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) l l 銑削時應(yīng)選強度高、耐沖擊和耐熱性好的刀具材料，如高性能高速鋼和硬質(zhì)合金，也可以選擇熱壓陶瓷刀具。硬質(zhì)合金和陶瓷刀具的刃口應(yīng)倒棱，以增加刃口的強度。銑削時應(yīng)根據(jù)不同加工對象和加工條件，合理選擇切削用量。南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 5 復(fù)合材料加工 聚合物基復(fù)合材料包括顆粒增強和纖維增強兩大類，其中顆粒增強類復(fù)合材料易在材料內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，目前其制備技術(shù)仍處于研究階段，應(yīng)用較少。l （ 1）切削溫度高 l （ 2）刀具磨損嚴(yán)重、耐用度低l （ 3）產(chǎn)生溝狀磨損l （ 4）產(chǎn)生殘余應(yīng)力 l （ 5）要控制切削溫度南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院 052系系難加工材料的加工技術(shù) 5 復(fù)合材料加工 l l 在纖維復(fù)合材料構(gòu)件的連接中，機械連接占據(jù)著重要的地位。由于復(fù)合材料層合板的主要特點之一是層間剪切強度低，這使得鉆孔中軸向力容易產(chǎn)生層間分層，如不加以防范，就會導(dǎo)致昂貴的復(fù)合材料構(gòu)件的報廢。南京