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研發報告分享

案由:鈦合金不好加工要求固溶化處理改善被加工性

案由背景詳述:

六月下旬同業曾姓負責人來電:說他的客戶是做車床加工,手邊帶著鈦棒材,因非常不好加工,所以曾姓同業要求進行固溶化處理改善其被加工性,再經電話查證材質屬於γ+β Ti -6A 1-4V;也就是俗稱64鈦(尺寸6mmψX 600m m L)。

經製程推演:以固溶化處理改善被加工性本案不可行。

理由一:

γ+β 64鈦的固溶參數是925℃X0.5H冷卻至540℃ 必須小於1.5"秒,這麼快的冷速要求必然是淬入水中,因此以6mmψX 600m m L之變形效應考量,絶對是很大,變形校正必是一大難題,所以將來上車床加工精度將無法掌控。

理由二:

γ+Β 64鈦的成分是由Ti、A1、 V結合,這些元素都是軟質材,它的硬度是來自於析出與加工硬化,它的不好加工不是硬度問題而是刀具刀口被加工材黏着而引發加工阻抗。

理由三:

64鈦非必要儘量不進行熱處理,因為一般的真空爐、光輝爐都是用氮、氫做保護氣體,鈦金屬與氮結合易產生氮化鈦與氫遭遇易產生氫脆化,特別是以NH3裂解之保護氣體,這些離化的氮、氫對鈦金屬更易產生脆化危險。

所以目前使用真空爐、光輝爐進行鈦合金熱處理都改以氬氣當保護氣體,但成本相當高，也有使用大氣爐利用空氣中的氧與鈦金屬產生氧化皮膜,可防止氫脆與氮化但氧化皮膜的去除對於鈦金屬表皮的平整會有影響,再就去除皮膜可利用機械式或化學方式但也是成本的增加。

建議改善辦法:

改善切削刀具的切削角度，以利避免切削屑沾黏在刀口為主要目的，切削刀具表面封孔可改善刀口黏着,可利用本公司研發之金剛皮膜。可利用退火改善其被加工性,但前提得經使用者同意,因為退火後之64鈦它的室温延性,室温韌性是提升,但硬度及機械強度是下降的。(退火參數是750℃X4H冷於空氣中)

結論:

同業 曾 先生要求以固溶化製程改善64鈦的被加工性, 經前述的推演最終以不接單結案。

                                                謝朝陽