水刀切割钛及钛合金中厚板工艺· - 水刀研究院 - 水切割机|水刀切割机设备|水刀厂家

钛及钛合金以其熔点高、耐腐蚀、比强度高、高低温性能好、无磁性等突出优点，在航空航天、海洋开发、电力、化工等行业有特别重要的应用，被誉为“太空金属”和“海洋金属”。航空领域一直是钛最主要的市场，目前仍占世界钛市场总量的50%。随着国防工业的发展和国际航空用钛市场的扩大，钛合金板材订货大幅增加，如生产一架波音787大约需要91 t钛材，其中厚板材占相当比例。

发达国家钛及钛合金中厚板切割普遍采用高压水刀切割，而我国未见此方面的报道。宝鸡钦业股份有限公司板带厂研究了采用高压水切割机切割钛及钛合金中厚板的最佳工艺参数，以及与传统的火焰切割的经济效益对比，旨在为钛及钛合金中厚板批量化切割工艺提供可靠依据。

水刀切割是利用高压水流与沙料输送管输送的经计量的沙料结合形成的强力切割流切割材料。强力切割流通过切割头尖端时的速度高达914 m/s，切割板材时先穿孔，之后再以一定的速度走刀切割，最后沙料流的剩余能量由收集器容纳和消散。由水刀切割原理不难看出，水压、沙流量和切割速率是影响材料切割质量至关重要的参数。

高压水切割机进水需经泵增压至0.55 MPa>且连动时加压器必须保持在0.4 MPa以上，加压器产生高压水流汇流至蓄压缸，最终再经喷嘴射出。实验所用的水刀切割机的高压水刀所能承受的最高水压为413.7 MPa，选择合适的压力是保证钛及钛合金厚板有效切割的前提。通过调节压力，对40~厚的Ti- 6A1- 4V合金板材进行了切割实验。压力低于344.8 MPa以下，切割能力严重不足，切割困难。为保证切割能效得到很好的发挥，顺利切割Ti- 6A1- 4V合金，压力选在372.3
393.0 MPa范围内是合适的。

（1）钛及钛合金板材采用水刀切割方式可以直接向客户提供高精度尺寸的产品，克服传统的火焰切割方式热影响区大，金属损失严重，成本高，效率低的缺点。
（2） Ti- 6A1- 4V合金中厚板切割水压应控制在372.3393.0 MPa，沙流量应控制在0.681 kg/min,切割速率根据板材的厚度分别控制在1020 mm厚为260 mm/min, 20 }30 mm厚为145 mm/min,30-40 mm厚为96mmhnin, 40--50 mm厚为65 mmhnin,5060~厚为48 mm/min; TA2, TA7, Ti- 1023合金视其硬度大小确定切割速率，与Ti- 6A1- 4V合金切割速率比分别为1.4, 1.2, 0.8，切割质量良好。
（3）水刀切割钦及钦合金厚板的费用仅为火焰切割费用的1/3左右，耗时为火焰切割的1/5左右。