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。

　　1 概述

　　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)先于我國數十年。

　　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)

　?。?）比強度高；

　?。?）耐熱性好；

　?。?）抗蝕性好；

　?。?）熱導率??；

　?。?）彈性模量小。

　　鈦合金的材料特點(diǎn)引起的磨削加工特點(diǎn)：

　?。?）磨削力大、磨削溫度高；

　?。?）磨削過(guò)程中變形復雜；

　?。?）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60-120。

　　砂輪牌號：

　　圣戈班磨料磨具公司生產(chǎn)的諾頓GC60-J10 V02P 35M/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1所示，是杯形砂輪，砂輪的長(cháng)度為H

　　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工用冷卻液，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，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。

　　嘉實(shí)多半合成切削液HYSOL X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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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)。f.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

　?。?）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)。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）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。

　?。?）漂洗。在室溫下整體浸入流動(dòng)水中，漂凈3分鐘。

　?。?）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 Olympus SZX16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。

　　3.4.2 驗收判據

　　典型的磨削燒傷判定。

　　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。