靭性、延性、特に強度におけるチタン合金は、他の金属材料よりもはるかに多く、高強度、良好な剛性、軽量の製品コンポーネントの単位を作成できます。近年、チタン合金が航空機の大量に使用されてアルミニウム合金を置き換えられています。その理由は、チタン合金の良好な熱安定性、高温強度、300〜500度の高温強度によるものであり、その強度はアルミニウム合金の約10倍高く、作業温度は最大500度です。アルカリ、塩化物、塩素有機アイテム、硝酸、硫酸などに対する優れた腐食抵抗性。同時に、湿った環境のチタン合金、海水媒体、腐食、酸耐食、ストレス耐摩耗性は染色鋼よりもはるかに大きい。チタン合金加工製品は、硬度、高い融点、非毒性、非磁性およびその他の特性もあります。
上記の優れたパフォーマンスのシリーズに基づいて、チタン合金は航空で最初に使用されました。 1953年、米国ダグラスカンパニーは、DC2Tエンジンポッドとファイアウォールで使用されるチタン含有材料に対して初めて、良い結果を達成しました。航空宇宙分野では、チタン合金が最初にファン、加圧、皮膚、胴体、航空機エンジンの着陸装置の重要な材料として使用され、航空機の全体的な重量が約30％〜35％減少しました。チタン合金は、原子力潜水艦、海水配管システム、コンデンサーと熱交換器、排気ファンの刃、プロペラとシャフト、スプリング、航空機のキャリー、プロペラ、プロペラ、水ジェットプロポルスデバイス、その他の海洋コンポネントの消火装置の圧力耐性シェルでも成功裏に使用されています。さらに、チタン合金のため、生体適合性、腐食抵抗、機械的特性、加工性能が良好であり、人工膝関節、歯科インプラント、歯の根、義歯金属ブラケットなどで成功裏に使用される最も適切な生物医学金属材料になりました。また、良好なコールドモールディング特性、腐食抵抗、Ti3al -2。5V合金が臨床診療における大腿骨および脛骨の置換材料としても使用されているため、臨床材料としても使用されています。
チタン合金の加工の困難
（1）小さな変形係数：これは、チタン合金材料の切断プロセスにおける比較的明白な特徴です。切断と機械加工の過程で、フロントブレード表面と接触しているチップの面積が大きすぎて、ツールのフロントブレード表面のチップ移動は一般的な材料のそれよりもはるかに大きく、そのような長い時間にはツールの深刻な摩耗につながり、摩擦が生じます。
（2）高い切断温度：一方で、前述の小さな変形係数は温度上昇の一部につながります。チタン合金切断プロセス切断温度は主にチタン合金の熱伝導率が非常に小さく、チップとツールの前面接触の長さが短いため、これらの要因の影響下では、切断プロセスで生成される熱は、主にツールの先端の堆積物の先端で伝達することが困難です。
（3）チタン合金の熱伝導率は非常に低いです。切断によって発生する熱は散逸するのが簡単ではありません。チタン合金旋回プロセスは大きなストレスとひずみプロセスであり、生成された高熱の処理では大量の熱を生成します。同時に、ツールの最先端とチップ接触の長さが短くなると同時に、最先端に大量の熱が収集され、温度が鋭く上昇します。
（4）チタン合金の化学的特性は非常に大きいです。高温では、チタン合金はツール材料と反応して、三日月形のピットの形成を加速できます。しかし、チタン合金の切断プロセスは基本的に高温で行われます。切断温度がある程度高くなると、空気中の窒素と酸素分子とチタン材料は化学反応を容易に生成し、脆い硬質皮膚の生成をもたらします。さらに、チタン材料の切断プロセス中のワークピースの機械加工された表面の塑性変形は、冷たい硬化現象の生成につながり、硬化現象はワークピース材料の機械加工された表面で発生します。これらの現象は、ツールの摩耗を増加させ、チタン材料の疲労強度を減らします。
（5）ツールは非常に摩耗しやすいです：ツール摩耗は多くの要因の結果であり、チタン合金材料の切断プロセスで、ツールチッピング現象を引き起こすのは非常に簡単です。高温条件のチタン材料は一般に、高温ツールとチタン合金材料が接着されていることを示しています。したがって、チタン合金材料の切断は、2つの側面に注意を払わなければなりません。低い切断温度を維持し、カットされているツール \/材料の剛性を改善することです。コーティングされたツールは、ツールの剛性を改善する方法です。
チタン合金の化学的活性が高いため、熱伝導率が低いため、切断プロセス中の遮断温度が高くなり、激しい化学反応と急速なツール障害が発生し、道具寿命が短く、機械加工コストが高くなります。ツールの摩耗の原因には、切断力と切断温度の作用下での機械的摩擦と物理的および化学的反応が含まれます。チタン合金の切断と機械加工の難しさのために、選択されたツール材料は、高硬度、高強度、高い熱伝導率、化学的安定性、良好な赤硬度の要件を満たす必要があります。現在、業界はチタン合金ダイヤモンドツールを処理する最良の効果を認識していましたが、価格が高いため、炭化物コーティングされたツールは依然としてチタン合金の切断および加工市場の主要な位置を占めています。
コーティングされたツールはチタン合金の機械加工には適していないという従来の切断理論。これは、バイナリTICまたは三元TICNコーティングの従来のコーティングによるものであり、コーティングのTIエレメントはワークピースの親和性と非常に簡単に発生し、ツールの急速な故障につながります。 TC4チタン合金切断に高速鋼基板CRNとTICNコーティングと、コーブトンタングステンおよびコバルトタングステンカーバイドツールを使用しました。この研究では、CRNコーティングされたツールのサービス寿命は、TICNコーティングツールやコーティングされていない炭化物ツールよりも長いことが示されました。同時に、同じ切断条件下で単一層のスズコーティングと多層スズ\/TICN\/TINコーティングを使用したTI6A14Vチタン合金の切断実験は調査され、結果は、多層コーティングツール切断によって生成される温度が単一層のそれよりも低いことを示しました。
近年、継続的な成熟度と進行状況で外国でコーティングを準備するプロセスと方法により、ツールコーティングの組成が徐々に多様化する傾向があり、各種類のワークピース材料にさえ、最も適切なコーティング材料があり、柔らかいコーティング、スーパーハードコーティング、マルチレイヤーコーティング、ナノ張りのコーティング、コーティングを使用したパフォーマンスを備えたパフォーマンスを備えたパフォーマンスを備えています。チタン合金の作業、および優れた優位性を示しています。図2は、近年一般的に使用されている炭化物コーティングツールを示しています。
カーバイドコーティングツールの将来の開発方向
（1）ツールコーティング組成の多様化。単一のコーティングでは、新しい要素を追加するための単一のコーティングで（ZRとVを追加するとコーティング耐摩耗性が向上し、SIを追加するとコート硬度が向上し、化学的拡散が防止され、Bを追加するとALとCRを追加すると、コーティング抗酸化物質などが改善されます）。コーティング材料は、ブリキ、ティルン、チックの初めから、現在のティシン、ティアシン、アルクルン、アルクシン、TIBN、CRN、ZRNなどにも開発されています。 （図3）処理の削減における多様なニーズを満たすために、新しいコーティング材料にも開発の見込みがあります。
（2）緑を切る。現在、中国の機械加工は主にウェット切断方法、つまり金属切断処理、切削液の連続冷却、ツールの潤滑、ワークピースの接触部品の潤滑で使用されますが、切断液を多数使用すると、環境汚染の問題を引き起こし、同時に、人体が直接害を引き起こす煙によって生成される切断液の切断プロセスのために、さまざまな病気を引き起こします。また、処理コストの計算から、流体を削減すると、総コストの14％から16％を占めると、ツールの費用はわずか2％から4％です。研究により、切断プロセスの20％がコーティングされたツールで乾燥機械加工されている場合、総製造コストは1.6％削減できることが示されています[16]。さらに、高速乾燥切断を使用すると、加工効率が大幅に改善され、加工精度が向上し、表面の粗さが低下し、薄壁の部品の機械加工により適しています。したがって、環境の観点から、または機械加工の性能と経済的観点からであろうと、乾燥した切断条件を満たすことができるコーティングされたツールの製造は、グリーン加工の重要な開発目標です。
「Made in China 2025」が提案されているため、製造業はチタン合金の適用の急速な発展を導かれ、品質と精度の要件が改善され続けます。製造業の全体的なレベルの改善は非常に重要です。
