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常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α+β)合金退火溫度選在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解,得到α相或化合物等細小彌散的第二相質(zhì)點,達到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下40~100℃進行,亞穩(wěn)定β合金淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。
總結(jié),鈦合金的熱處理工藝可以歸納為:
(1)消除應(yīng)力退火:目的是為消除或減少加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。
(2)完全退火:目的是為了獲得好的韌性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。
(3)固溶處理和時效:目的是為了提高其強度,α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進行強化熱處理,在生產(chǎn)中只進行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。
此外,為了滿足工件的特殊要求,工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。
切削加工鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā),選用紅硬性好、抗彎強度高、導(dǎo)熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料,YG類硬質(zhì)合金比較合適。由于高速鋼的耐熱性差,因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀具。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。
涂層刀片和YT類硬質(zhì)合金會與鈦合金產(chǎn)生劇烈的親和作用,加劇刀具的粘結(jié)磨損,不宜用來切削鈦合金;對于復(fù)雜、多刃刀具,可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、高鈷高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料,適于制作切削鈦合金的鉆頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等刀具。
采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金,可取得顯著效果。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下,切削速度可達200 m/min;若不用切削液,在同等磨損量時,允許的切削速度僅為100m/min。
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