钛合金紧固件在机械加工中存在的问题及措施

李大伟

摘要：钛合金紧固件在机械生产加工当中使用范围广泛，构件的精准度和强度很高，各方面综合性能优越，能够运用到机械加工当中的各个领域，是一种加工生产的好材料。在钛合金紧固件使用的时候，也存在一定缺陷，这些缺陷直接影响了产品使用过程当中加工的质量，使加工存在一定的问题。本文从钛合金紧固件在机械加工当中存在问题及其改进措施进行探讨分析。

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.

关键词：钛合金紧固件;机械加工;措施;问题

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

中图分类号：TG7;TG1                                  文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）06-0170-02

0  引言

机械加工和生产工艺当中，钛合金紧固件使用范围广泛，在使用过程当中，能够减少机械本身的重量，这是一种轻质的材料，特别是在航空航天领域使用较多。最近几年的科技发展当中，钛合金紧固件的使用范围不断扩大，能够把钛合金和其他材料紧密连接，有着机械加工生产的重大意义。

1  钛合金紧固件在机械加工中存在问题

1.1 机械加工机器运作生产问题

在钛合金紧固件的生产加工工艺过程当中，对于车间的加工要求更高。在车床的加工当中，钛合金紧固件的密度相对来说比其他材料更高，对于加工的技术要求以及加工难度都会更高一点。这些加工过程当中的技术要求对于生产工厂来说存在一定的加工难题，在加工的过程当中，对于削刀的磨损程度会更严重一点，需要找到更高质量的合金刀具才能够进行加工生产工艺，才能够减少成本，这是钛合金紧固件在机械加工生产过程当中存在的一个显著问题，需要进行合理的方案调整以及加工工艺流程，加工条件的改善。

1.2 钛合金紧固件加工保存腐蚀问题

钛合金紧固件在机械加工生产过程当中，因为紧固件安装的时候机械零件的密合程度相对来说没有那么高，就很容易产生一定的空隙，这样在金属空隙之间就会有表面涂料流入，从而导致了紧固件在生产过程当中容易受到腐蚀。在后续的使用过程当中，连接紧密性就会受到影响。

钛合金材料之所以抗腐蚀性比较高，是因为在空气当中存在氧气。钛合金材料和氧气进行了氧化反应之后在表面会形成保护膜。这层膜就能够有效保护材料内部的钛合金不被氧化，从而提高钛合金材料的耐腐蚀性能。但是在钛合金紧固件实际的机械加工过程当中，因为环境在不断的变化，包括周围环境的温度，湿度以及加工过程当中的器械氧化等等方面的因素影响，就会导致钛合金紧固件很容易发生腐蚀，这就是钛合金紧固件在生产过程当中容易产生的问题之一。

1.3 钛合金紧固件机械加工的精密度问题

在钛合金及蜜饯生产加工过程当中，对于机械的精密度要求会更高。在机械生产的时候，由于刀具每一次生产过程当中都是处于工作磨损状态，而且根据程序来进行校准，钛合金紧固件的密度更高，刀具在加工过程当中很容易受到磨损，在磨损的状态之下，刀具仍然按照程序进行加工，就很容易造成紧密件在加工过程当中的精密度受到影响。

如果紧固件的精密度在整个加工过程当中精密度没有严格控制在误差范围之内，在使用的过程当中不能够把钛合金和其他材料紧密连接，从而对于后面的使用有一定的影响，提升钛合金紧固件在机械加工生产过程当中的精度是生产过程當中需要克服的一大难题。例如图1所展示的紧固件工艺产品就是在高精密度的生产车间做出来的产品，这种产品的连接性能更佳。

2  提升钛合金紧固件加工质量有效改进措施

2.1 加强机械加工生产设备调控工作

钛合金紧固件在机械生产加工过程当中，对于设备的要求以及设备的调控相对来说更高，确保设备在加工过程当中的精准度，在这样的基础之上进行程序的加工，就能够让紧固件在误差范围之内进行加工和生产。在加工的时候选择切割刀具需要进行材料的考虑，要考虑加工刀具的耐损程度以及加工刀具的密度，加工刀具的刚度是怎么样的，是否能够切割钛合金相关的材料，在加工过程当中对于机械的冷却液也需要进行及时的把控，如果机械冷却液太少，会影响加工过程当中的精密度，发现冷却液太少，要及时的添加冷却液。

在选择钛合金紧固件加工刀具的时候，因为钛合金材料相对来说刚度和密度会更高一点，选择刀具的时候，尽可能选择密度更高的刀具，在加工的过程当中，因为刀具的切割会造成高温，在高温条件之下，要保证钛合金紧固件以及刀具两者材料不会受到影响，所以选择材料的时候需要选择耐高温的材料。

在机械加工的过程当中也需要考虑到钛合金紧固件的密封程度以及表面的粗糙程度，在加工的时候就需要进行表面的打磨处理，要保证紧固件能够精准的连接好钛合金材料以及其它材料，所以在紧固件表面的涂层材料选择时候需要进行分析选择。

由于钛合金材料在机械加工生产过程当中容易变形，而且钛合金材料它的弹性模量会比较小，所以在加工的过程当中，对于夹具的要求也比较高。在机械生产加工的过程当中，夹具的夹力不应该过大，在夹钛合金材料生产的时候，可以选择辅助的夹具，在夹具设计当中也需要考虑到这些加工过程当中的问题，从而能够避免紧固件在加工过程当中变形的相关难题。

2.2 把控机械加工原材料选择工作

钛合金紧固件在机械加工生产过程当中，钛合金原材料的选择一定要把控到位，对于钛合金紧固件的材料选择要求更高，在选择的时候一定要对于材料进行相关的檢测标准严格按照紧固件的标准执行，在检测的过程当中，一定要保证紧固件材料的各项性能符合要求。

在这样的基础之上进行加工，在加工过程当中就不容易出现加工的问题，而且产品的检测合格证书以及产品的各方面性能指数指标都需要做好资料整理归类。检测紧固件的相关性能指标有很多，比如说使用材料的规格、数量、尺寸以及材料的力学性、能耐腐蚀性、耐高温性等等方面的性能检测。

2.3 提升机械加工生产紧固件的工作环境

钛合金紧固件生产工艺过程当中对于机械加工生产过程的环境把控相对来说要求更高，在要求的加工环境当中，才能够让钛合金紧固件加工更加的标准，紧固性能更好，密封性能更好。在产品的使用时候，连接钛合金的时候不会出现相关的质量问题，紧固件在机械生产过程当中，对于加工环境的温度以及加工周围的加工环境的湿度会有要求。

因为生产的紧固零件是钛合金的相关材料，在环境当中容易氧化，如果温度和湿度过高，很容易在和其他材料接触的过程当中产生化学反应，特别是一些金属铝、金属铅之类的化学材料更容易造成二次化学反应，这种加工环境生产出来的紧固件是没有办法进行正常使用，所以工厂在进行钛合金紧固件加工过程当中，就需要做好环境的保护措施，避免紧固件和其他金属产品混在一起，把控加工环境的时候，需要有相关的设备仪器并且做好管理工作。

2.4 加强紧固件生产车间机床控制

钛合金紧固件生产的机床需要进行严格的把控，对于机床的精密度以及机床上面的削刀精密度，削刀的质量，削刀的材料都需要进行把控，需要严格的按照规范生产要求在规范的误差之内进行生产。

第一个需要把控的方面就是钛合金机床的结构，在零件的生产过程当中需要承受的负载会更大一点，需要承受的拉力会更大一点。所以整个机床就需要做好这些方面的技术要求，准备在拉力比较大的区域，要减少钛合金材料的打孔。打孔的时候应该在拉力比较小的区域，这样才能够保证钛合金紧固件材料的精准度要求，能够保证材料表面的粗糙程度。

在使用车床技术的时候应该采用国内外比较先进的车床加工生产技术，在引进车床的时候，尽可能对于钛合金材料有整体的加工环节了解，在生产机械加工的过程当中要保证钛合金打孔的精准程度，特别是在使用高硬度高刚度材料刀打孔的时候一定要保证刀面的磨损程度在一定的范围之内，这样才能够符合钛合金紧固件材料的生产要求。一定要在每次加工生产过后，对于整体的刀具进行维修和打磨，要保证刀具始终处于误差范围之内，这样才能够保证整个钛合金材料在机械加工生产过程当中达到技术要求。

2.5 加强紧固件机械生产当中质量控制

钛合金紧固件在加工过程当中需要控制好加工紧固件的质量要求，也就是质量控制。在质量控制的时候，对于车床的质量控制，对于刀具的控制，对于加工材料的控制，对于车间环境的控制等等都需要做好严格的把关，需要定期对于产品进行相关性能的检测，在产品打磨的时候再加工过程当中，要确保机械生产的正常工作性对于机械也需要进行定期的检查。

在质量控制方面，由于钛合金材料各方面性能有很多特殊的地方，所以在切割加工的过程当中需要进行材料的冷却，需要进行材料保护，特别是在这种高温的加工环境当中，一定要做好安全加工的相关工作，减少加工工厂出现隐患几率，如果发生火灾可以采用滑石粉进行灭火相关处理工作。这些都应该在紧固件加工之前做好相关的方案和措施准备，如果出现突发情况一定要及时的处理，特别是出现突发情况的时候，钛合金材料很容易和其他材料进行化学反应，从而加剧突发情况的严重性，这也就是在机械加工过程当中需要做好的质量控制。

3  结束语

总的来说，最近这几年的钛合金材料广泛运用，在机械加工紧固件的过程当中，工厂也应该做好相关的加工防范措施，做好基本的加工相关准备工作。在机械加工的时候，知道钛合金紧固件加工的缺点，知道如何在加工工艺当中进行缺点改进，不断提高企业生产车间的要求，相信这样就能够生产出来高质量、高精度的紧固件产品。

参考文献：

[1]黄晓霞.钛合金紧固件的腐蚀及其防护技术[J].材料保护，2008（06）：57-59.

[2]刘风雷.钛合金紧固件涂铝技术[J].航空制造技术，2013（11）：66-68.