钛合金以优异的综合力学性能、低密度以及良好的耐腐蚀性，被誉为是一种使人类走向太空时代的战略性金属材料，不仅在航空航天及军工领域得到广泛的使用，而且开始逐渐渗透到经济生活的各个方面。随着中国航空航天事业的发展，钛合金的加工技术受到更多的关注和研究。

　　钛合金的分类

 　钛合金按照不同的方法有不同的分类，***常用的分类方法是按退火后组织特点分类，可分成α、α+β、β型钛合金。

　　α型钛合金密度小，有很好的热强性和热稳定性，焊接性能好，室温、超低温和高温性能良好，但不能进行热处理强化。例如TiAl在600℃时，仍然有很高的强度，而且蠕变性能、热稳定性、疲劳性能和断裂韧性等方面都有好的表现，常用于喷气发动机涡轮盘和叶片的制造。

　　α+β型钛合金双相合金，组织稳定，韧性、塑性和高温变形性能随着β相稳定元素的增加而提高;有较好的热压力加工性，能进行淬火时效使合金强化，热处理后的强度约比退火状态提高50%~100%;高温强度高，可在400~500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。α+β型钛合金中Ti-6Al-4V(中国牌号TC4)是钛合金中使用量***大的钛合金，在美国，其产量占钛合金产量一半以上，以其优良的综合力学性能和切削加工性大量用于航空零件制造。

　　钛合金是β相固溶体组成的单相合金，室温的强度较高，冷加工和冷成型加工能力强，未热处理即具有较高的强度，淬火时效后合金强度得到进一步强化，室温强度可达1372~1666MPa;但热稳定性较差，不宜在高温下使用。

　　钛合金本身所具有的物理和化学性能给切削加工带来了困难，具体表现有以下6点。

　　(1)钛合金的导热性差，是不良导热体金属材料。由于导热、导温系数小，是45号钢的1/6，所以在加工时所产生的高热量不能有效扩散，同时刀具的切削刃和切屑的接触长度短，使热量大量聚集在切削刃上，温度急剧上升，导致刀刃的红硬性下降，刀刃软化，加快刀具磨损。

　　(2)钛合金的亲和力大。钛合金在加工中黏刀现象严重。增大了刀体与工件的摩擦，摩擦导致大量的热，降低了刀具的使用寿命。

　　(3)高的化学活性。在加工中，随着切屑温度的升高，容易与空气中的O、N、CO、CO2、H2O等发生反应，使间隙元素O、N的含量增加，工件的表面氧化变硬，难以加工，增大了刀具单位面积上所承受的切削力，刀尖应力变大，同时使前刀面和后刀面与工件的摩擦加剧，这将导致刀刃迅速磨损或崩刃[15]。

　　(4)钛合金的变形系数不大于1。在切削加工中，刀-屑接触面积小，增大了切屑和前刀面的摩擦，提高了切削温度，加快了刀具前刀面磨损。

　　(5)钛合金的弹性模量小，在切削中容易产生较大变形、回弹、扭曲和振动，造成加工件几何形状和精度差，表面粗糙度增大，刀具磨损增加。

　　(6)不同的加工方法，钛合金的加工难度不同。

　　按机械加工由易到难排序为：车削、铣削、钻削、磨削。其中钻小直径深孔更困难。

　　钛合金切削加工的刀具材料

　　钛合金加工的高成本是阻碍其广泛使用的主要原因，寻求一种***率、低成本的加工方法已成为当今钛合金研究的热点。刀具材料的选择对于钛合金的加工有很大影响。加工钛合金的理想刀具材料必须同时具备较高的热硬度，良好的韧性、耐磨性，高的导热系数和较低的化学活性，在铣削时，刀具还应具有良好的抗冲击性。

　　当今在生产实际中用来加工钛合金的刀具材料主要有：硬质合金、聚晶金刚石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)等。经过生产实际验证，硬质合金和PCD刀具被认为是加工钛合金比较理想的刀具材料。

　　1硬质合金刀具

　　硬质合金刀具是目前加工钛合金应用***为广泛的一种刀具。因其低廉的价格、优良的导热性、较高的硬度、韧性和红硬性己成为国内企业加工钛合金的***。硬质合金按晶粒的大小可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超细晶粒硬质合金;按化学成分可分为钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)和添加稀有碳化物类(YW)。由于钨钴钛(YT)类刀具和钛合金有强烈的亲和力，所以目前在工业生产中获得广泛应用的仍然是钨钴类硬质合金YG8、YG6、YG3等。如果使用添加的稀有金属的细晶粒硬质合金YA6、YD15、YG10H、YS2等，可提高刀具的寿命和加工效率。