钼加工：挑战与解决方案

钼是一种金属，因其出色的硬度和强度而用于制造飞机部件、涡轮机和切削工具。当考虑将钼用于切削工具时，加工钼可能具有挑战性。 

如何克服加工钼的挑战？在本详细指南中，您将了解如何切割钼部件、使用哪些钼制造技术以及如何克服钼加工问题的技巧。 

 

什么是钼？

特征图像：钼金属

钼是一种强度与不锈钢相当的金属，具有很高的耐热性和耐腐蚀性，因此适用于许多应用和零件制造。

钼具有优异的热导率和电导率以及低的热膨胀系数，这意味着您可以在高应力和高热应用中使用它。 

钼也是一种与其他金属混合的合金元素，通常与不锈钢混合，以提高其强度和韧性。 

以下是钼与不锈钢的快速比较。

特性	不锈钢	钼
密度	8000千克/平方米	10,200千克/平方米
熔点	1,400℃，	2623℃，
抗拉强度	最高可达 860 MPa (304)	高达 900 兆帕
电导率	差	固德
导热系数	16.2瓦/米	138瓦/米
硬度	高达 200 HB	高达 250 HB

 

钼合金

钼是一种合金化程度较高的元素，通常钼合金的性能比纯钼更好，这使得它在各个行业中都有用。 

标题：钼及其他合金金属

TZM合金 

钛锆钼合金含钼99.4%，含钛0.5%，含锆0.08%，含碳0.02%。TZM合金的热导率（126 W/mK）低于纯钼（138 W/mK），但抗蠕变性更高。 

钼镧合金

钼镧合金含有 0.3% 至 0.5% 的镧，这使得该合金比纯钼更具延展性。它还提高了热稳定性，使钼镧合金可用于制造熔炉部件。

钼铪碳合金

这种钼合金因其高温强度和导热性而用于火箭喷嘴和燃气轮机。0.005% 的碳有助于钼形成碳化物，从而提高其硬度。 

 

钼加工性能

了解钼以及合金元素对强度和韧性的影响，您可以更好地理解钼的加工性能。 

钼的可加工性

钼的加工难度很大，主要是因为其硬度高，且在室温下属于脆性金属。钼加工的另一个挑战是加工硬化，因为您尝试切割钼。 

1.钼硬度

钼具有天然的韧性。钼加工对工件表面具有磨蚀性。 切割工具 并且由于强度高，会显著缩短工具寿命。 

2. 钼的脆性

在数控加工钼时，钼会暴露在氧气中，使其变脆并容易开裂。钼很容易断裂，这就是为什么钼需要使用特殊的数控刀具的原因。

3.加工硬化

当金属在低于再结晶的温度下变形时，它会变得更硬、更坚固。数控加工钼会产生加工硬化钼，这使其加工难度更大。 

这些因素综合起来影响 机械加工性 由于钼的含量高，因此难以切割，容易崩裂和开裂，并且对切削工具有磨损作用。 

发热

加工钼对刀尖提出了另一个挑战——产生过多的热量。钼的熔点较高，这有利于加工，但其磨蚀性会导致切削刃处产生高摩擦。 

车削和铣削等切削操作产生的热量会很快磨损刀具而不是软化工件。

积屑瘤 (BUE)

大多数延展性金属产生的切屑会粘在工件上，导致堵塞和切割效率低下。钼的优点是可以产生碎屑，使切屑脱离工件。 

耐腐蚀性

钼具有抗氧化和抗腐蚀性能，适合室温应用。这意味着冷却剂的选择不受腐蚀因素的限制。水基和油基冷却剂均可使用，从而降低成本。 

对于高速切割，产生的温度约为 600°C，您应该考虑氧化风险和氧化层的形成，这会使后处理和表面处理具有挑战性。

克服加工难题的技巧

标题：切削刀具

刀具磨损 

钼及其合金（特别是钨合金）的切削刀具磨损速度比不锈钢快 30% 左右。这会增加停机时间和换刀时间，直接增加加工钼零件的加工成本。 

解决方案是使用 C2 级碳化钨刀具，因为高速钢无法满足长时间生产的要求。使用碳化钨刀具时，如果前角在 5 到 10° 之间，效果会更好。 

专门从事钼加工的 CNC 加工服务使用金刚石涂层刀头进行大批量生产。 

标题：硬质合金多点铣刀

脆性和开裂

在 CNC 加工钼的过程中，边缘碎裂会导致裂纹，从而损害钼零件的完整性和表面质量。 

可以使用边缘半径较小的锋利工具（约 0.0001 英寸）来解决这个问题。在 CNC 车削过程中引导旋转部件可以减少振动，从而减少开裂。另一种解决方法是降低工件边缘附近的进给率。 

加工硬化

任何塑性变形都会导致加工硬化，因此应避免浅切，并使用约 0.015 英寸的切深。您还可以使用退火钼坯料对单个工件进行连续加工。 

冷却液选择

加工过程中产生的热量可以通过有效的冷却剂和调整切削参数来抵消。使用可减少摩擦的硫基冷却剂可以显著延长 CNC 铣削和车削刀具的使用寿命。 

对于钻孔、攻丝和螺纹加工，您可以使用氯化油。这些冷却油附着力好，可在高速 CNC 车削过程中承受高压。 

可溶性油润滑性较差，通常用于锯切钼。当高速切削时出现洪水冷却时，可以使用35升/分钟的冷却液流量。

CNC加工钼

即使使用 CNC 机器和自动反馈调节，加工钼也非常棘手。这并不排除 数控加工 适用于钼部件。

数控车削

CNC车削 使用放置在卡盘中的旋转工件和送入工件的固定切削刀具。CNC 车削通常生产圆柱形成品零件，如衬套和半成品杆，以供进一步加工。 

用于数控车削钼部件

• 刀具：C2 级硬质合金刀具和正前角刀片 
• 冷却剂：硫基油
• 干加工：仅适用于轻型切削
• 进给率：每转高达 0.025 英寸，精加工为 0.005 至 0.010 英寸
• 切削深度：精加工时为 0.005 英寸。

数控车削钼坯料

数控铣床

数控铣床

CNC铣削 使用固定工件和沿 3 轴移动的旋转多齿切削刀具在工件上创建表面特征。CNC 铣削可以为零件产生槽、孔和方形特征。 

铣床中的钼工件可制成 CNC 成品钼零件，例如支架和模具。 

用于数控铣削、钼部件

• 刀具：钛铝镍涂层硬质合金立铣刀
• 冷却剂：硫基液体
• 进给速度：粗铣每分钟 0.010 英寸，精铣每分钟 0.005 英寸。
• 切割深度：最大0.005英寸

线切割加工

电火花加工通常使用线电极蒸发钼金属，在工件上形成切割路径。线切割非常适合制造高度公差高达 +/- 0.0001” 的高精度加工钼部件。它是定制 CNC 加工中的一种流行方法。 

• 工具：黄铜或铜线
• 安培数：10 A
• 进给速度：0.1英寸/分钟

使用室温下的去离子液体作为冷却剂并冲洗被侵蚀的钼。 

线切割加工

CNC研磨

对于航空航天应用，表面粗糙度和表面质量非常重要。CNC 研磨可对钼合金实现高精度加工，表面光洁度高达 2 RMS，定制公差高达 +/-0.0005 英寸。 

CNC 研磨使用在封闭腔内旋转的砂轮，从钼表面去除少量材料。CNC 研磨也可以使用车床在曲面上进行。 

• 工具：坚韧的氧化铝砂轮或金刚石砂轮 
• 切削深度：每次 0.0001”

使用水基冷却剂冲洗掉碎片。 

 

钼表面处理

要获得钼的光滑表面光洁度需要典型的表面光洁度技术。 

• 机械抛光：去除钼上的工具痕迹，使用砂带刮掉细小的钼层。逐渐使用不同粒度的砂纸。 
• 喷砂：该工艺是返工钼部件或使用高速喷砂介质使其表面具有均匀表面粗糙度的标准工艺。 
• 电镀：您还可以对钼部件进行不同的电镀，以增强耐用性或美观度。 

 

TZM 合金与纯钼在机械加工方面的比较

TZM合金或钛锆钼合金含有0.5％的钛，0.08％的锆，0.02％的碳和钼。这种成分使其与纯钼不同，也改变了其性能。 

物理性能

TZM合金具有更高的强度，但熔点相似，约为2,610°C，热导率约为126 W / mK。 

加工

TZM 合金和钼在可加工性方面差别很小。大多数 CNC 加工参数保持不变，进给率也相似。由于 TZM 合金的强度较高，因此在某些加工情况下需要较低的 CNC 车削速度。 

虽然加工速度减慢，但钼钛合金加工件的强度更高。 

 

钼加工零件的应用

钼和TZM合金具有出色的物理性能和耐化学性，使其成为各种应用的良好材料。 

航空航天

TZM 可承受火箭喷嘴等高精度航空航天部件中流出的气体产生的极端高温和汽化侵蚀。此外，钼机械涡轮叶片的抗疲劳性和抗蠕变性优于钢。

半导体

半导体使用采用物理气相沉积 (PVD) 技术沉积的钼薄膜。 

钼片（铣削）作为薄膜电路的基座，定制的散热器使用电火花切割的钼翅片来散热。 

生物医学部件

在X射线机中，X射线管阳极由CNC车削钼制成，具有耐用性和导热性。钼片也可用于阻挡X射线。 

 

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结语

钼是一种坚固耐用的材料，可满足航空航天业复杂的几何规范标准。加工钼的挑战在于，需要仔细调整切削参数以确保精度和可靠性。 

 

常见问题

• 钼可以进行机械加工吗？

钼、TZM 和钼合金可以采用传统的加工方法，即用硬质合金和金刚石刀具进行加工。 

• 钼的主要加工性能有哪些？

钼具有优良的耐腐蚀性、高强度、高韧性和高熔点。钼不是一种可加工性强的材料，而且很脆。  

• 什么是 TZM 合金？它与纯钼有何不同？

TZM合金含有99%以上的钼、0.5%的钛、0.08%的锆和0.02%的碳。

• 推荐使用哪些切削刀具来加工 TZM？

TZM合金需要C2硬质合金刀具或金刚石刀具，这是对硬质合金刀具的改进。