鈦合金緊固件在機械加工中存在的問題及措施

李大偉

摘要：鈦合金緊固件在機械生產加工當中使用范圍廣泛，構件的精準度和強度很高，各方面綜合性能優越，能夠運用到機械加工當中的各個領域，是一種加工生產的好材料。在鈦合金緊固件使用的時候，也存在一定缺陷，這些缺陷直接影響了產品使用過程當中加工的質量，使加工存在一定的問題。本文從鈦合金緊固件在機械加工當中存在問題及其改進措施進行探討分析。

Abstract： Titanium alloy fasteners are widely used in mechanical production and processing， with high precision and strength of components， and superior comprehensive performance in all aspects. They can be used in various fields of mechanical processing. It is a good material for processing and production. When titanium alloy fasteners are used， there are also certain defects， which directly affect the quality of processing during the use of the product， and there are certain problems in processing. This article discusses and analyzes the problems and improvement measures of titanium alloy fasteners in mechanical processing.

關鍵詞：鈦合金緊固件;機械加工;措施;問題

Key words： titanium alloy fasteners;machining;measures;problems

中圖分類號：TG7;TG1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0170-02

0? 引言

機械加工和生產工藝當中，鈦合金緊固件使用范圍廣泛，在使用過程當中，能夠減少機械本身的重量，這是一種輕質的材料，特別是在航空航天領域使用較多。最近幾年的科技發展當中，鈦合金緊固件的使用范圍不斷擴大，能夠把鈦合金和其他材料緊密連接，有著機械加工生產的重大意義。

1? 鈦合金緊固件在機械加工中存在問題

1.1 機械加工機器運作生產問題

在鈦合金緊固件的生產加工工藝過程當中，對于車間的加工要求更高。在車床的加工當中，鈦合金緊固件的密度相對來說比其他材料更高，對于加工的技術要求以及加工難度都會更高一點。這些加工過程當中的技術要求對于生產工廠來說存在一定的加工難題，在加工的過程當中，對于削刀的磨損程度會更嚴重一點，需要找到更高質量的合金刀具才能夠進行加工生產工藝，才能夠減少成本，這是鈦合金緊固件在機械加工生產過程當中存在的一個顯著問題，需要進行合理的方案調整以及加工工藝流程，加工條件的改善。

1.2 鈦合金緊固件加工保存腐蝕問題

鈦合金緊固件在機械加工生產過程當中，因為緊固件安裝的時候機械零件的密合程度相對來說沒有那么高，就很容易產生一定的空隙，這樣在金屬空隙之間就會有表面涂料流入，從而導致了緊固件在生產過程當中容易受到腐蝕。在后續的使用過程當中，連接緊密性就會受到影響。

鈦合金材料之所以抗腐蝕性比較高，是因為在空氣當中存在氧氣。鈦合金材料和氧氣進行了氧化反應之后在表面會形成保護膜。這層膜就能夠有效保護材料內部的鈦合金不被氧化，從而提高鈦合金材料的耐腐蝕性能。但是在鈦合金緊固件實際的機械加工過程當中，因為環境在不斷的變化，包括周圍環境的溫度，濕度以及加工過程當中的器械氧化等等方面的因素影響，就會導致鈦合金緊固件很容易發生腐蝕，這就是鈦合金緊固件在生產過程當中容易產生的問題之一。

1.3 鈦合金緊固件機械加工的精密度問題

在鈦合金及蜜餞生產加工過程當中，對于機械的精密度要求會更高。在機械生產的時候，由于刀具每一次生產過程當中都是處于工作磨損狀態，而且根據程序來進行校準，鈦合金緊固件的密度更高，刀具在加工過程當中很容易受到磨損，在磨損的狀態之下，刀具仍然按照程序進行加工，就很容易造成緊密件在加工過程當中的精密度受到影響。

如果緊固件的精密度在整個加工過程當中精密度沒有嚴格控制在誤差范圍之內，在使用的過程當中不能夠把鈦合金和其他材料緊密連接，從而對于后面的使用有一定的影響，提升鈦合金緊固件在機械加工生產過程當中的精度是生產過程當中需要克服的一大難題。例如圖1所展示的緊固件工藝產品就是在高精密度的生產車間做出來的產品，這種產品的連接性能更佳。

2? 提升鈦合金緊固件加工質量有效改進措施

2.1 加強機械加工生產設備調控工作

鈦合金緊固件在機械生產加工過程當中，對于設備的要求以及設備的調控相對來說更高，確保設備在加工過程當中的精準度，在這樣的基礎之上進行程序的加工，就能夠讓緊固件在誤差范圍之內進行加工和生產。在加工的時候選擇切割刀具需要進行材料的考慮，要考慮加工刀具的耐損程度以及加工刀具的密度，加工刀具的剛度是怎么樣的，是否能夠切割鈦合金相關的材料，在加工過程當中對于機械的冷卻液也需要進行及時的把控，如果機械冷卻液太少，會影響加工過程當中的精密度，發現冷卻液太少，要及時的添加冷卻液。

在選擇鈦合金緊固件加工刀具的時候，因為鈦合金材料相對來說剛度和密度會更高一點，選擇刀具的時候，盡可能選擇密度更高的刀具，在加工的過程當中，因為刀具的切割會造成高溫，在高溫條件之下，要保證鈦合金緊固件以及刀具兩者材料不會受到影響，所以選擇材料的時候需要選擇耐高溫的材料。

在機械加工的過程當中也需要考慮到鈦合金緊固件的密封程度以及表面的粗糙程度，在加工的時候就需要進行表面的打磨處理，要保證緊固件能夠精準的連接好鈦合金材料以及其它材料，所以在緊固件表面的涂層材料選擇時候需要進行分析選擇。

由于鈦合金材料在機械加工生產過程當中容易變形，而且鈦合金材料它的彈性模量會比較小，所以在加工的過程當中，對于夾具的要求也比較高。在機械生產加工的過程當中，夾具的夾力不應該過大，在夾鈦合金材料生產的時候，可以選擇輔助的夾具，在夾具設計當中也需要考慮到這些加工過程當中的問題，從而能夠避免緊固件在加工過程當中變形的相關難題。

2.2 把控機械加工原材料選擇工作

鈦合金緊固件在機械加工生產過程當中，鈦合金原材料的選擇一定要把控到位，對于鈦合金緊固件的材料選擇要求更高，在選擇的時候一定要對于材料進行相關的檢測標準嚴格按照緊固件的標準執行，在檢測的過程當中，一定要保證緊固件材料的各項性能符合要求。

在這樣的基礎之上進行加工，在加工過程當中就不容易出現加工的問題，而且產品的檢測合格證書以及產品的各方面性能指數指標都需要做好資料整理歸類。檢測緊固件的相關性能指標有很多，比如說使用材料的規格、數量、尺寸以及材料的力學性、能耐腐蝕性、耐高溫性等等方面的性能檢測。

2.3 提升機械加工生產緊固件的工作環境

鈦合金緊固件生產工藝過程當中對于機械加工生產過程的環境把控相對來說要求更高，在要求的加工環境當中，才能夠讓鈦合金緊固件加工更加的標準，緊固性能更好，密封性能更好。在產品的使用時候，連接鈦合金的時候不會出現相關的質量問題，緊固件在機械生產過程當中，對于加工環境的溫度以及加工周圍的加工環境的濕度會有要求。

因為生產的緊固零件是鈦合金的相關材料，在環境當中容易氧化，如果溫度和濕度過高，很容易在和其他材料接觸的過程當中產生化學反應，特別是一些金屬鋁、金屬鉛之類的化學材料更容易造成二次化學反應，這種加工環境生產出來的緊固件是沒有辦法進行正常使用，所以工廠在進行鈦合金緊固件加工過程當中，就需要做好環境的保護措施，避免緊固件和其他金屬產品混在一起，把控加工環境的時候，需要有相關的設備儀器并且做好管理工作。

2.4 加強緊固件生產車間機床控制

鈦合金緊固件生產的機床需要進行嚴格的把控，對于機床的精密度以及機床上面的削刀精密度，削刀的質量，削刀的材料都需要進行把控，需要嚴格的按照規范生產要求在規范的誤差之內進行生產。

第一個需要把控的方面就是鈦合金機床的結構，在零件的生產過程當中需要承受的負載會更大一點，需要承受的拉力會更大一點。所以整個機床就需要做好這些方面的技術要求，準備在拉力比較大的區域，要減少鈦合金材料的打孔。打孔的時候應該在拉力比較小的區域，這樣才能夠保證鈦合金緊固件材料的精準度要求，能夠保證材料表面的粗糙程度。

在使用車床技術的時候應該采用國內外比較先進的車床加工生產技術，在引進車床的時候，盡可能對于鈦合金材料有整體的加工環節了解，在生產機械加工的過程當中要保證鈦合金打孔的精準程度，特別是在使用高硬度高剛度材料刀打孔的時候一定要保證刀面的磨損程度在一定的范圍之內，這樣才能夠符合鈦合金緊固件材料的生產要求。一定要在每次加工生產過后，對于整體的刀具進行維修和打磨，要保證刀具始終處于誤差范圍之內，這樣才能夠保證整個鈦合金材料在機械加工生產過程當中達到技術要求。

2.5 加強緊固件機械生產當中質量控制

鈦合金緊固件在加工過程當中需要控制好加工緊固件的質量要求，也就是質量控制。在質量控制的時候，對于車床的質量控制，對于刀具的控制，對于加工材料的控制，對于車間環境的控制等等都需要做好嚴格的把關，需要定期對于產品進行相關性能的檢測，在產品打磨的時候再加工過程當中，要確保機械生產的正常工作性對于機械也需要進行定期的檢查。

在質量控制方面，由于鈦合金材料各方面性能有很多特殊的地方，所以在切割加工的過程當中需要進行材料的冷卻，需要進行材料保護，特別是在這種高溫的加工環境當中，一定要做好安全加工的相關工作，減少加工工廠出現隱患幾率，如果發生火災可以采用滑石粉進行滅火相關處理工作。這些都應該在緊固件加工之前做好相關的方案和措施準備，如果出現突發情況一定要及時的處理，特別是出現突發情況的時候，鈦合金材料很容易和其他材料進行化學反應，從而加劇突發情況的嚴重性，這也就是在機械加工過程當中需要做好的質量控制。

3? 結束語

總的來說，最近這幾年的鈦合金材料廣泛運用，在機械加工緊固件的過程當中，工廠也應該做好相關的加工防范措施，做好基本的加工相關準備工作。在機械加工的時候，知道鈦合金緊固件加工的缺點，知道如何在加工工藝當中進行缺點改進，不斷提高企業生產車間的要求，相信這樣就能夠生產出來高質量、高精度的緊固件產品。

參考文獻：

[1]黃曉霞.鈦合金緊固件的腐蝕及其防護技術[J].材料保護，2008（06）：57-59.

[2]劉風雷.鈦合金緊固件涂鋁技術[J].航空制造技術，2013（11）：66-68.