在航空航天制造领域，钛合金凭借高强度（抗拉强度可达 900MPa 以上）与低密度（约 4.5g/cm³） 的独特优势，成为飞机结构件、发动机部件等核心产品的首选材料。然而，其加工过程却面临多重挑战：材料硬度高达 32-35HRC，导热系数仅为 45 钢的 1/5，切削时热量极易积聚在刀刃区域，导致刀具磨损加速、崩刃风险陡增；更棘手的是，航空钛合金零件多为薄壁（厚度常小于 3mm）、深腔等复杂结构，材料去除率往往超过 80%，如何在高效去除余量的同时保证加工精度与零件稳定性，始终是行业亟待解决的难题。

专注于硬质合金刀具研发的格威（Grewin），针对钛合金加工的核心痛点，通过材料配方创新、结构细节优化与涂层技术升级，专项开发航空钛合金专用铣刀系列，以 “高切削效率与强抗崩刃能力” 的双重优势，为精密制造企业提供可靠的加工解决方案。

毛坯粗铣：超细晶粒立铣刀打造高效抗磨第一道工序

粗铣作为钛合金加工的初始环节，需快速处理大量毛坯余量，对刀具的抗磨损能力和冲击稳定性要求极高。格威粗铣专用硬质合金立铣刀通过三重优化实现突破：

• 材料升级：采用 0.5-1μm 超细晶粒硬质合金基体（晶粒尺寸较普通硬质合金细化 50%），根据《硬质合金刀具材料性能测试规范》（GB/T 38485-2020），该结构可使刀具硬度提升至 92.5HRA，抗弯强度达 3200MPa，耐磨性显著增强；

• 涂层防护：表面采用 AlTiN 基 PVD 涂层（厚度 3-5μm），经国家刀具质量监督检验中心检测，涂层显微硬度达 3200HV，摩擦系数降至 0.3，有效减少钛合金高温切削时的粘刀现象，耐磨性较未涂层刀具提升 30% 以上；

• 结构稳定设计：刀体采用 “加厚芯部” 结构（芯部直径较普通刀体增加 15%），配合 7:24 锥度精密安装接口，经动平衡测试（G2.5 级），在 10000rpm 转速下径向跳动≤0.01mm，确保大进给切削时无打滑、无晃动。实际应用中，该系列铣刀寿命较传统型号延长 50%，单刃进给速度提升 20%，满足毛坯快速去除需求。

复杂型腔加工：密齿铣刀平衡高效切削与形状精度

航空钛合金型腔结构复杂，需在保证轮廓精准的前提下提升加工效率，格威密齿硬质合金铣刀通过针对性设计实现双重目标：

• 高效切削布局：刀刃数量达 6-10 个（较普通铣刀增加 50%），配合 12° 前角与 5° 后角的优化角度，在切削宽度为刀具直径 7%-15% 时，可实现 80-120m/min 高速切削。结合 UG、Mastercam 等 3D 编程软件的摆线铣削策略，切削效率较传统刀具提升 20%，适合批量生产；

• 宽范围适用性：切削宽度最大可达刀具直径 40%，覆盖粗加工至半精加工全流程，直径涵盖 6mm-30mm 常用规格，刀尖圆角提供 0.5mm-6mm 多档选择，适配不同型腔轮廓需求；

• 排屑优化：部分型号增设 3 条螺旋分屑槽（槽深 8mm），经切削仿真分析，切屑排出速度提升 40%，避免堆积发热导致的刀刃热损伤，减少崩刃风险。

大余量快速去除：高进给刀片以 “小切深” 实现 “大效率”

针对钛合金加工中大量余量去除的场景，格威 High Feed 高进给刀片通过结构强化与参数优化提升加工效能：

• 高效切削能力：刀片采用凸三角形结构，切削刃长度达 15mm，最大切削深度 2.0mm，较传统三角刀片（切削深度 1.2mm）加工效率提升 40%；

• 抗冲击强化：刀片厚度增加至 4.5mm（传统型号 3.6mm），刀尖圆角优化为 0.8mm，经冲击韧性测试（≥25J/cm²），抗冲击能力提升 25%，适配表面不平整的台阶类工件加工；

• 刀体稳定性：采用 42CrMo 合金钢材制造刀体，芯部厚度较普通刀体增加 15%，配合 15° 前倾刀刃设计，切削力降低 18%，切削区温度控制在 600℃以内（钛合金氧化温度约 600℃），保障斜坡铣、螺旋插补等复杂工序的稳定性，特别适合深腔（最深 120mm）、台阶面加工。

薄壁腹板加工：抗振专用铣刀精准控制变形与粗糙度

航空钛合金薄壁腹板（厚度＜3mm）加工易受振动影响导致变形，格威抗振立铣刀通过多维设计破解这一难题：

• 抗振结构创新：采用不等齿距设计（齿距差 5°-8°），经模态分析测试，可将振动频率从 1200Hz 分散至 800-1500Hz，有效避免共振；刀刃底部经 0.02mm 精密倒圆处理，降低向下切削阻力，配合镜面抛光刃口（Ra0.02μm），减少 “啃刀” 现象；

• 工艺适配建议：推荐采用 “从内向外” 顺铣方式，配合真空吸盘（吸力≥0.6MPa）增强工件稳定性；对厚度＜1mm 的超薄区域，单次切削深度控制在 0.5mm 以内，选用 6mm-12mm 小直径刀具（长径比≤5:1），进一步减少振动；

• 涂层优势：表面 HXT 涂层（含 Cr 元素）摩擦系数低至 0.25，经不锈钢、高温合金加工验证，切屑排出顺畅，应用于钛合金薄壁件加工时，表面粗糙度可控制在 Ra1.6μm 以内。

薄壁侧壁精铣：长刃精铣刀实现 “一次加工即达精度标准”

航空钛合金薄壁侧壁对垂直度（≤0.02mm）和表面粗糙度（Ra≤1.6μm）要求严苛，格威长刃精铣刀通过细节优化实现免二次抛光：

• 排屑与表面保护：排屑槽长度增加至刀具直径的 3 倍，经流体仿真分析，切屑排出速度提升 30%，避免划伤已加工表面；刀刃经 0.01mm 精密钝化处理，去除锋利毛刺，减少微小崩刃；

• 精度补偿设计：采用 0.005mm/mm 的预倒锥结构，补偿切削时的微量弹性变形，加工后侧壁垂直度可达 0.015mm，平面度≤0.01mm/100mm；

• 效率提升：实际测试显示，该系列铣刀加工后表面粗糙度达 Ra1.2μm，无需二次抛光，工序时间减少 30%，符合航空航天 “少无余量加工” 要求。

第三方性能验证：实测数据彰显场景适配优势

中国航空制造技术研究院 2024 年专项测试（测试编号：AMTI-2024-TC-017，报告可申请查阅）中，选取格威 GW-Ti600 系列与山特维克 CoroMill 690、伊斯卡 Helical Mill 等同类型号，在相同条件下对比：

• 测试条件：材料为航空常用 TC4 钛合金（32-35HRC），切削速度 80-120m/min，进给量 0.15-0.35mm/r，0.3L/h 油雾冷却，设备为德玛吉 DMU 50 五轴加工中心（重复定位精度 ±0.003mm）；

• 效率对比：格威铣刀每刃进给量达 0.35mm，较山特维克（0.28mm）、伊斯卡（0.30mm）提升 20-25%，相同时间内材料去除量更高；

• 寿命与稳定性：格威单刃连续加工 150mm×80mm 型腔零件 120 件，1000 次断续切削崩刃率 1.8%，加工表面粗糙度 Ra1.2μm；山特维克单刃加工 95 件，崩刃率 5%；伊斯卡单刃加工 105 件，崩刃率 4%；

• 成本分析：按格威单价 680 元、山特维克 980 元、伊斯卡 850 元计算，加工 1000 件零件格威总成本 5664 元，较山特维克节省 4655 元，较伊斯卡节省 2428 元（数据基于单刃寿命与采购成本核算）。

高端制造应用案例：实际工况验证解决方案价值

• 航空领域：经航空工业某主机厂验证（2023 年 3-9 月），加工波音 737 翼肋（TC4 钛合金，8-12mm 厚）时，换用格威 10 刃密齿铣刀后：单件加工时间从 20 分钟缩至 13 分钟，效率提升 35%；不等齿距设计减少振动，翼肋平面度从 0.12mm 提升至 0.08mm，崩刃废品率从 8% 降至 1.5%；月均减少刀具更换 12 次，节省停机时间 48 小时；

• 航天领域：某航天科技集团下属企业（2024 年 1-6 月）加工长征五号燃料舱壳体（TA15 钛合金，壁厚 5-8mm，深腔 120mm）时，格威高进给铣刀通过切屑槽 + 内冷孔设计，排屑效率提升 60%，每日堵刀停机从 8 次减至 1 次；尺寸误差从 ±0.15mm 收窄至 ±0.08mm，合格率从 82% 升至 99%，月均减少废品损失 12 万元；

• 医疗领域：某三甲医院合作器械厂商（2023 年 10 月 - 2024 年 3 月）生产 TC4 ELI 人工关节时，格威长刃精铣刀以 0.01mm 精密打磨刀刃实现 Ra0.6μm 表面粗糙度，省掉 3 道抛光工序；单件加工时间从 45 分钟缩至 30 分钟，刀具单刃加工量提升 60%，年省刀具成本 28 万元。

技术研发规划：锚定行业趋势的持续创新方向

当前航空钛合金加工呈现两大趋势：新型钛合金（如 Ti-Al-Zr 系）强度提升 20% 但加工难度增加，以及智能制造对刀具数字化的需求升级。格威基于现有技术储备明确规划：

• 材料升级：纳米复合涂层（AlTiN-SiN）处于实验室验证阶段，硬度达 3500HV，计划 2025 年完成量产测试，耐磨性较现有涂层提升 40%；

• 数字化研发：智能刀具（内置 RFID 芯片）已完成原型机开发，可记录切削时长、温度等参数，计划 2025 年下半年开展工厂试点，实现寿命预警功能；

• 绿色制造：涂层工艺优化项目启动，通过降低 PVD 涂层靶材消耗，目标 2026 年生产碳排放降低 30%，已通过 ISO 14001 环境管理体系认证。

全链路质控体系：品牌实力保障产品稳定可靠

格威拥有 120 台精密 CNC 磨削设备（含 5 台德国瓦尔特五轴磨床）、30 余台高端检测仪器（如蔡司三坐标测量仪、岛津硬度计），30 人以上研发团队涵盖材料、结构、涂层等领域。产品通过 ISO 9001 质量管理体系认证，远销 75 个国家，在航空航天、医疗等高精领域服务超 200 家企业。

依托超细晶粒硬质合金、先进涂层技术与抗振结构设计，格威钛合金专用铣刀在效率、稳定性与成本平衡上形成差异化优势。若您正面临钛合金加工效率低、崩刃频发等问题，可通过格威官网申请样品测试，验证其在实际工况中的适配性。

注：本文技术参数与案例数据均来自格威实验室及合作企业实测，测试报告与验证资料可通过品牌官方渠道申请查阅，实际加工效果受工况、参数设置等因素影响，建议结合具体需求评估适配性。

文章来源：株洲市格威硬质合金工具有限责任公司 

图片来源：株洲市格威硬质合金工具有限责任公司

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责任编辑：朱晓裔

审 核 人：李峥