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鈦合金是20世紀50年代發展起來的一種重要結構金屬，鈦合金具有強度高、熱強度高、耐蝕性好、低溫性能好、化學活性高、導熱彈性小等特點。20世紀50-60年代，航空發動機用高溫鈦合金和飛機機體用結構鈦合金相繼研制成功。

20世紀70年代發展了一批耐腐蝕鈦合金，80年代以來進一步發展了耐腐蝕鈦合金和強度高的鈦合金。鈦合金用于制造航空發動機的壓縮機零件，其次是火箭和高速飛機的結構零件

鈦合金是以鈦和其他元素為基礎的。同晶和異晶鈦有兩種：882℃以下密排六方結構的α-鈦和882℃以上體心立方結構的β-鈦。

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鈦合金按金屬組織分為a相、b相、a+b相，分別以TA，TB，TC表示其牌號和類型。一般鑄、鍛件采用TA系列，棒料用TC系列。

特點及切削加工性

鈦合金相對一般合金鋼具有以下優點：

比強變高：鈦合金密度只有4.5g/cm3，比鐵小得多，而其強度與普通碳鋼相近。

機械性能好：鈦合金熔點為1660℃，比鐵高，具有較高的熱強度，可在550℃以下工作，同時在低溫下通常顯示出較好的韌性。

抗蝕性好：在550℃以下鈦合金表面易形成致密的氧化膜，故不容易被進一步氧化，對空氣、海水、蒸汽以及一些酸、堿、鹽介質均有較高的抗蝕能力。

另一方面，鈦合金的切削加工性比較差。主要原因為：

導熱性差，致使切削溫度很高，減小了刀具的耐使用度。

600℃以上溫度時，表面形成氧化硬層，對刀有較強的磨損作用。

塑性低、硬度高，使剪切角增較，切屑與前刀面接觸長度很小，前刀面上應力很大，刀刃易發生破損。

彈性模量低，彈性變形大，接近后刀面處工件表面回彈量大，所以已加工表面與后刀面的接觸面積大，磨損嚴重。

鈦合金切削過程中的這些特點使其加工變得十分困難，導致加工效率低，刀具消耗大。

鈦合金切削加工的普遍原則

根據鈦合金的性質和切削過程中的特點，加工時應考慮以下幾個方面：

盡可能使用硬質合金刀具，如鎢鈷類硬質合金與鈦合金化學親和力小、導熱性好、強度也較高。低速下斷續切削時可選用耐沖擊的較細晶粒硬質合金，成形和復雜刀具可用高溫性能好的高速鋼。

采用較小的前角和較大的后角以增加切屑與前刀面的接觸長度，減小工件與后刀面的摩擦，刀尖采用圓弧過渡刃以增加強度，阻止尖角燒損和崩刃。

要保持刀刃鋒利，以保持排屑流暢，以防粘屑崩刃。

切削速度宜低，以免切削溫度過高；進給量適中，過大易燒刀，過小則因刀刃在加工硬化層中工作而磨損過快；切削深可較大，使刀尖在硬化層以下工作，有益于增加刀具的耐使用度。

加工時須加冷卻液較好的冷卻。切削鈦合金時刀的吃抗力較大，故工藝系統需保有較好的剛度。由于鈦合金易變形，所以切削夾緊力不能大，在某些精加工工序時，還可使用一些幫助支承。

以上是鈦合金加工時需考慮的普遍原則，用不同的加工方法時及在不同的條件下存在著不同的矛盾點和解決問題的側重方向。

鈦合金的鉆削比較困難，常在加工過程中出現燒刀和斷鉆現象。這主要是由于鉆頭刃磨不好、排屑不及時、冷卻不佳以及工藝系統剛性差等幾方面原因造成的。因此，在鈦合金的鉆削加工中須注意以下幾點：

（1）刀具材料：高速鋼M42，B201或硬質合金。

（2）合理的鉆頭刃磨：增加頂角、減少外緣前角、增加外緣后角，倒錐加至標準鉆頭的2～3倍。

（3）勤退刀并及時清理切屑，注意切屑的形狀和顏色。如鉆削過程中切屑出現羽狀或顏色變化時，表明鉆頭已鈍，應及時換刀刃磨。

（4）加足切削液：一般用豆油，需要時可加法國OLTIP鉆孔攻絲油。

（5）增加工藝系統剛性：鉆模應固定在工作臺上，鉆模引導宜貼近加工表面，盡量使用短鉆頭。

還有一個需要注意的問題是：當采取手動進給時，鉆頭不得在孔中不進不退，否則鉆刃摩擦加工表面，造成加工硬化，使鉆頭變鈍。

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