關(guān)于鈦合金磨削燒傷的防預
楊園園
(中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機公司.黑龍江哈爾濱150066)
摘要：文章主要對鈦合金零件在磨削燒傷問(wèn)題上進(jìn)行研究和試驗，并總結出抑制磨削燒傷的參數，砂輪，冷卻液等影響因素，防止鈦合金磨削燒傷的發(fā)生。
關(guān)鍵詞：鈦合金零件；磨削燒傷；砂輪；冷卻液
1慨述
鈦合金磨削的研究在國外已有數十年的歷史，在鈦合金磨削機理上和鈦合金磨削的性能上都有深入的研究，形成了適用的規范和標準，其對機床、砂輪、冷卻液、加工方式、磨削工藝參數的選擇上都有明確的規定。目前，在國外已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，在航空領(lǐng)域得到了廣泛的應用，產(chǎn)品精度大幅度提高，使得航空航天制造技術(shù)領(lǐng)先于我同數十年。
通過(guò)開(kāi)展鈦合金磨削試驗，對鈦合金磨削進(jìn)行深入的研究，摸索出抑制磨削燒傷和磨削裂紋的磨削參數。
2影響鈦合金磨削燒傷的因素
2.1鈦合金材料特點(diǎn)
(1)比強度高；(2)耐熱性好；(3)抗蝕性好；(4)熱導率??；(5)彈性模量小。
鈦合金的材料特點(diǎn)引起的磨削加工特點(diǎn)：(1)磨削力大、磨削溫度高；(2)磨削過(guò)程中變形復雜；(3)砂輪粘附嚴重，粘附物脫落可導致砂輪磨粒破碎與脫落。
2.2磨削原理
磨削區域的放熱現象是造成燒傷的主要原因，放熱結果使工件表層的金相組織發(fā)生變化，大大改變了它的機械性能和使用性能。
2.3機床
為了保證零件尺寸精度和各項加工參數的穩定性，并能夠實(shí)現輪廓磨削、振動(dòng)磨削等功能。機床具有振動(dòng)磨削功能，操作面板，便攜式操作單元，可設定修整工具速度．同時(shí)具有校正整個(gè)工件，修整特殊砂輪形狀的功能。
2.4砂輪
根據鈦合金磨削用砂輪的材料、粒度、硬度選擇的一般原則，確定了適合鈦合金磨削的砂輪牌號。砂輪結構較疏松，有一定氣孔，磨削鈦合金時(shí)，效率較高，磨削溫度較低，砂輪不堵塞；砂輪修整時(shí)選用金剛石修整滾輪來(lái)完成。砂輪硬度為中等偏軟，磨料的粒度為60一120。
砂輪牌號：
圣戈班磨料磨具公司生產(chǎn)的諾頓GC60一Jl0V02P35M/S
砂輪粒度：60
磨粒材料：碳化硅(GC)
砂輪硬度：軟(J)
砂輪結構：疏松的(10)
砂輪結合劑：陶瓷結合劑(V02)
砂輪可用最小直徑：350mm
磨削圓弧端齒的砂輪的形狀如圖l所示，是杯形砂輪，砂輪的長(cháng)度為H
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圖l砂輪的形狀
2.5冷卻液
根據冷卻液成分的選擇原則并結合機床廠(chǎng)家推薦我們選用了國際常用的嘉實(shí)多半合成切削液作為鈦合金磨削加用冷卻液，并且保證澆注冷卻液時(shí)噴嘴的方向可以直接澆注到零件與砂輪的接觸表面上(圖2)，同時(shí)采用最大流量，從而達到冷卻充分的目的。磨削液不僅有好的冷卻性能，并且其潤滑性能抑制砂輪與鈦合金的粘附，降低磨削溫度。磨削液不含對鈦合金有污染的氯化物或硫化物。磨削鈦合金時(shí)，磨削液的流量不小于15～20ml／min。
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圖2
嘉實(shí)多半合成切削液HYSOLX相關(guān)資料：是一種高科技、多用途、生物穩定型的溶劑半合成切削液，有良好的潤滑和極壓特征，該產(chǎn)品使用范圍極廣，對黑色金屬和有色金屬的多種加工有極佳的表現。水質(zhì)適應性強，但其低泡沫特性在軟水中的表現更突出?？梢詮V泛應用于航空產(chǎn)業(yè)。該產(chǎn)品不含氯。（1）冷卻液的應用：適用于在采用最新技術(shù)的高速加工中心和柔性加工系統上加工多種不同的金屬。在加工鋼、鈦合金、鑄鐵甚至各種難加工金屬例如不銹鋼、鎳硅鋁鋼。(2)冷卻液的作用：該產(chǎn)品設計用于絕大多數的金屬加工，對于大型的中心冷卻系統和小型的冷卻裝置同樣適用。適用于銑、鉆、鏜、鉸、拉削和低進(jìn)給磨削。(3)冷卻液的優(yōu)點(diǎn)：a．加工光度好并可以延長(cháng)刀具壽命，即使是很難加工的材料。b．適用材料和加工方法廣。c．即使在高于70巴的極壓下產(chǎn)生泡沫仍很少。d．不腐蝕和污染鋁。e．水質(zhì)適應性強，使用壽命長(cháng)。良好的潤滑特性可減少潤滑液殘留并保證機床和零件清潔。g．操作者和環(huán)境沒(méi)有沾染游離氯、亞硝酸鹽和苯酚的危險。h．不會(huì )破壞通常打在零件上的油漆印和其他標記。
2.6磨削參數
根據設備機床說(shuō)明書(shū)及查閱國外相關(guān)標準，確定砂輪轉速35m/s，工件轉速100r/min。因鈦合金材料容易粘附在砂輪上，不易散熱，為保證砂輪的透氣性，在半精磨和精磨之前
各進(jìn)行一次砂輪修整。固化了影響磨削燒傷的基礎因素的機床、砂輪、冷卻液、磨削參數后將重點(diǎn)優(yōu)化砂輪與工件之間的接觸面積、磨削深度及進(jìn)給量。
3鈦合金磨削燒傷酸蝕檢查
3.1設備
(1)酸浸蝕檢查用的酸、堿、水槽應有足夠的容積，以保證零件可自由移動(dòng)和完全浸沒(méi)。(2)容器材料與容器中的溶液不得發(fā)生反應，也不得損傷被檢查的零件。制作容器的材料使用聚氯乙烯或奧氏體不銹鋼。（3）所有容器均應貼上所盛溶液的標簽，并在不使用時(shí)用蓋子蓋好。（4）酸浸蝕工作場(chǎng)地應有良好的通風(fēng)換氣裝置。
3.2試劑
硝酸、氫氟酸、酒精、去離子水
3.3酸蝕程序
(1)酸蝕前檢查。酸蝕檢查前零件表面應無(wú)可能影響檢查結果的碰傷、劃傷、銹斑等。(2)除油。將零件浸入汽油中洗滌，必要時(shí)可用尼龍刷蘸汽油刷洗，至除油徹底為止。(3)清洗。用酒精對除油后的零件清洗2分鐘。保證零件得到濕潤、無(wú)污斑、光澤均勻、清潔的表面。（4）浸蝕。將清洗好的零件浸入配制好的酸蝕溶液中，晃動(dòng)零件。在室溫下停留時(shí)間約90s，然后進(jìn)行宏觀(guān)檢查。如果宏觀(guān)檢查發(fā)現腐蝕不充分，則在原有溶液中再腐蝕30秒。(5)漂洗。在室溫下整體浸入流動(dòng)水中，漂凈3分鐘。（6）吹干。用清潔、干燥的壓縮空氣吹干零件。
3.4檢查
3.4.1檢查方法
使用OlympusSZX16型實(shí)體顯微鏡在放大倍數10X—30X下檢查零件所有的待檢測表面。
4結束語(yǔ)
通過(guò)對鈦合金磨削零件磨削中相關(guān)因素的分析及在實(shí)際加工中的模數，總結出適合防止磨削燒傷的加工參數，冷卻液，砂輪，機床相關(guān)參數等。
