鈦是被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋工程、醫(yī)療設(shè)備等高端裝備制造領(lǐng)域的一種重要結(jié)構(gòu)金屬。鈦合金不僅制備難度大，而且在產(chǎn)品制造過程中切削加工難度更大，成為制約我國(guó)高端裝備制造業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。5月2日，記者了解到，東北大學(xué)首次為國(guó)外企業(yè)加工鈦合金高速切削刀具，不僅打破了歐美企業(yè)對(duì)中國(guó)鈦合金高速切削刀具的技術(shù)封鎖，而且成功實(shí)現(xiàn)逆襲，標(biāo)志著中國(guó)鈦合金高速切削用新型刀具達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

獲得國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助

鈦合金硬度大于HB350時(shí)難以切削加工，小于HB300時(shí)又容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為防止切削溫度過高，我國(guó)絕大多數(shù)鈦合金加工企業(yè)采用“低速大切深小進(jìn)給”的傳統(tǒng)加工方式，刀具磨損很快。國(guó)外的優(yōu)質(zhì)刀具又對(duì)中國(guó)限制出口。殘酷的現(xiàn)實(shí)使我國(guó)鈦合金的切削速度和加工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。

研發(fā)鈦合金高效切削用新型刀具，成為高端裝備制造業(yè)和金屬切削研究領(lǐng)域普遍關(guān)注的問題。2012年，東北大學(xué)材料電磁過程研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王強(qiáng)教授牽頭申報(bào)的“航空航天高強(qiáng)輕質(zhì)材料典型零件高速切削工藝及刀具材料研究”項(xiàng)目，獲得了“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題資助。

為我國(guó)高端裝備制造業(yè)奠定基礎(chǔ)

課題組依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題，聯(lián)合中科院金屬研究所等單位，共同開展航空航天用鈦合金材料典型零件高速切削工藝和高性能刀具材料共性技術(shù)研究。針對(duì)鈦合金“熱導(dǎo)率低、彈性模量低和高化學(xué)反應(yīng)活性”等難以切削加工性的特性，課題組集中團(tuán)隊(duì)力量認(rèn)真研究，逐項(xiàng)解決了這些難題。

經(jīng)過多年無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，課題組成功研發(fā)出具有國(guó)際領(lǐng)先水平的鈦合金高速切削用新型刀具，成功克服了切削溫度高、反應(yīng)活性大時(shí)產(chǎn)生的切削效率低等問題，有效解決了刀具和鈦合金間易粘結(jié)產(chǎn)生的切屑瘤等難題，為我國(guó)高端裝備制造業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

即將在沈陽中德園批量生產(chǎn)

隨著鈦合金高速切削用新型刀具的不斷發(fā)展完善，課題組研發(fā)的刀具和技術(shù)贏得了眾多企業(yè)的青睞。表面改性硬質(zhì)合金刀具經(jīng)深圳市海洲數(shù)控機(jī)械刀具有限公司粗加工銑削鈦合金驗(yàn)證，在70m/min的切削速度下，磨損率減少64%，真正達(dá)到了削“鈦”如泥的效果，獲得刀具制造企業(yè)和用戶的廣泛好評(píng)。

在具體和生產(chǎn)實(shí)踐中，課題組還逐步建立了典型鈦合金零件高速切削加工工藝規(guī)范，顯著提高了切削速度和加工質(zhì)量，有效降低了加工成本。

課題組負(fù)責(zé)人王強(qiáng)教授表示，日前，中德（沈陽）高端裝備制造產(chǎn)業(yè)園與東北大學(xué)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，高速切削用涂層刀具項(xiàng)目落地中德園。即將進(jìn)入批量生產(chǎn)階段的鈦合金高速切削用新型刀具，將極大地促進(jìn)飛機(jī)、汽車等中國(guó)高端制造企業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。