微创手术器械结构部件钛合金的选择与制造

关键词：镍钛合金加工   钛合金

      钛合金具有许多优良的性能。钛合金的抗拉强度为686-1176MPa，而密度仅为钢的60%左右，所以有很高的比强度;钛合金(退火态)的硬度为3238HRC，硬度较高;钛合金有很好的耐热和耐低温性能，能在550℃高温和-250℃低温下长期工作而保持性能不变;有很好的抗腐蚀能力，把钛合金放在海水中泡上几年，仍能保持光亮。在大气、海水、硝酸和硫酸等氧化性介质及强碱中，其耐蚀性优于大多数不锈钢;钦的导热系数小、无磁性，某些钛合金还具有超导性能、记忆性能和储氢性能等。    

钛合金(退火态)因硬度高、导热性差、易于产生加工硬化等原因，所以钛合金的成形与加工性差。切削加工时由于钛合金导热性差，致使切削温度很高，降低了刀具耐用度;表面形成氧化硬层，对刀具有强烈的磨损作用;塑性低、硬度高，刀刃易发生破损;弹性模量低，弹性变形大，接近后刀面处工件表面回弹量大，所以已加工表面与后刀面的接触面积大，故其切削加工性比较差。   

     按加工方法不同，钛合金切削加工的难度依次为:车削、铰削、钻削、铣削、拉削、攻牙。钛合金的攻牙是机械加工中最难的工艺，特别是M6以下的小螺孔攻牙相当困难。除上述加工困难的原因外，攻牙困难的原因在于丝锥是在一个半封闭的空间中工作，钛合金很小的弹性模量，决定了切削中己加工的螺纹表面有较大弹性变形的恢复，给丝锥刀齿的侧后面及牙顶后面很大的法向力，从而造成很大的摩擦扭矩;切削温度高，切屑有豁刀现象不易排除，切削液不易到达切削区等;钛合金容易产生加工硬化，被加工面形成硬脆层，加速了切削刃的磨损，丝锥寿命短;排屑槽严重影响了小直径丝锥的扭转强度，丝锥易于扭断。故采用传统的切削方法加工钛合金小孔内螺纹既攻牙困难又效率低，是困扰机械制造行业的一个技术难题，制约着钛合金在航空航天等领域的应用。