杨 晔 司丽娜 张晨辉

(1.北方工业大学机械与材料工程学院 北京 100144；2.清华大学机械工程系 北京 100084)

钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点，在航空航天、生物医疗等领域具有重要应用。未来20年，钛合金将逐步取代铝合金成为飞机制造中的主要材料，如起落架、涡轮叶片等重要部件均采用钛合金，钛合金占F22战斗机机体结构质量的40%，C919大飞机每架约需钛合金紧固件20万件。钛合金用量占比已成为衡量飞机先进程度的重要标志之一。然而，钛合金导热性差、化学活性高，导致加工、润滑困难，进而制约了其加工效率与质量的提高。钛合金高速切削时，往往存在切削温度过高、黏刀现象严重、刀具磨损剧烈、加工表面质量差等问题。因此，改善切削界面的摩擦状态，实现有效的冷却润滑，是提高钛合金切削性能的关键途径。

切削液的施加可显著降低切削区温度：一方面，切削液通过良好的润滑作用减小刀-屑、刀-工界面的摩擦，降低热量的产生；另一方面，切削液通过对流换热及汽化作用，使切削热从刀具、切屑、工件处传导出去。高性能冷却润滑切削液是减小刀具磨损、提高加工效率及表面质量、降低加工成本的重要条件。然而，适用于钢、铁及铝合金等加工的传统切削液并没有在钛合金加工中表现出较好的润滑效果，适用于大部分金属的油基润滑剂(如矿物油、植物油及润滑脂)对钛合金几乎没有效果[1-3]，很难实现有效润滑。……