CNC加工钛：坚韧金属的合金和尖端
您是否考虑将钛作为您下一个设计的基础材料？或者您可能听说过加工钛零件的困难，并且不确定哪些钛材质可以用于 CNC 加工？如果您对其中任何一个问题的回答是肯定的，那么您来对地方了。
钛是一种宏伟的材料，由于其卓越的性能和高生物相容性，它被广泛用于航空航天和生物医学行业。然而，就像它的物理特性使钛很棒一样，它们也会影响 CNC 加工过程。与其他材料和金属相比，钛需要精心策划和专门的制造程序。
本文将帮助您了解加工钛的过程，包括了解这种金属的特性、您应该考虑的一些钛牌号，甚至一些处理它的技巧。
加工钛零件的注意事项
近年来，钛因其制造轻质、高强度和高耐腐蚀产品的宝贵能力而受到欢迎。由钛制成的零件往往使用寿命更长，同时保持比其他材料更好的性能。另外，钛是无毒的。
然而，钛也不是完美的。它是一种不良的热导体，当它的表面没有得到足够的处理时，很容易损坏。此外，加工过程通常会留下颤痕。
所有这些都导致钛的可加工性差。尽管如此，幸运的是，全世界的机械师已经研究了钛相对于其他金属的特性，并找到了改进制造工艺的方法。
例如，加工钛需要谨慎的散热策略。为了解决这个问题，CNC 加工专家已经确定，在加工钛零件时，增加刀具中的凹槽数量是有效的。其他金属使用四到六个槽，但钛通常需要十个甚至更多。
此外，为了解决钛的高强度和冷却性差的问题，机械师使用特殊的氮化钛铝 (TiAlN) 或碳氮化钛 (TiCN) 涂层刀具。
综上所述，专家建议，加工钛的根本关键是耐心。为控制热量积聚，减少表面终止处的颤振，避免损坏工件，保证加工过程安全，建议减速至安全速度。
CNC 加工最常见的 10 种钛材质
由于对钛的需求不断增加，业界已开发出几种可加工的牌号。它们是根据纯钛的含量和它们所含的其他元素（如氧、钯、镍或钼）的含量来区分的。
不同的合金元素为每个钛等级带来不同的机械性能，这意味着您可以为您的应用选择合适的钛等级。查看下表，了解更多关于钛可加工性的信息！
表一
| 合金/等级 | 说明 | 优势 | 缺点 | 应用程序 |
|---|---|---|---|---|
| 1 级 低氧含量的商业纯钛。 | 钛最常用的牌号之一。它是最具延展性和最软的钛合金。 | 优异的相对成型性和机械加工性、耐腐蚀性和冲击韧性。 | 与其他钛等级相比，强度较低。 | 化学加工、海水淡化、医疗工业、汽车零部件、机身结构。 |
| 2 级 具有标准氧含量的商业纯钛。 | 纯钛，被誉为钛行业的主力军。 | 高耐腐蚀性、良好的焊接性、强度、延展性和成型性。高相对机械加工性。 | 不如其他钛等级强，但比 1 级强 | 飞机发动机、碳氢化合物加工、氯酸盐制造、医疗行业。 |
| 3 级 中等氧含量的商业纯钛。 | 3 级是商业上使用最少的，但它具有良好的机械性能。 | 高强度和耐腐蚀。良好的相对机械加工性。 | 成型性低于 1 级和 2 级。 | 医疗工业、海洋工业、航空航天结构。 |
| 4 级 高氧含量的商业纯钛。 | 被称为四种商业纯品中最强的。 | 非常高的强度和耐腐蚀性。好的相对机械加工性。 | 难以加工，需要低速、高冷却液流量和高进给率。 | 低温容器、热交换器、CPI 设备、手术硬件、机身部件。 |
| 5 级 钛合金 – Ti6Al4V | 这是最常用的钛合金。它含有 6% 的铝和 4% 的钒。 | 高耐腐蚀性和高成型性。相对机械加工性差。 | 强度低于其他合金。 | 关键机身结构、发电、海洋和海上应用。 |
| 6级 钛合金——Ti5Al-2.5Sn | 最常用于机身和喷气发动机应用。 | 在高温下具有良好的可焊性、稳定性和强度。 | 钛合金标准的中等强度。 | 机身和喷气发动机应用、用于火箭和航天器的液态气体和推进剂容器。 |
| 7 级 钛合金，有时被认为是“纯”的——Ti-0.15Pd | 与 2 级类似，但该级含有少量钯，增强了耐腐蚀性。 | 极好的耐腐蚀性、优异的焊接性和成型性。 | 不如其他钛合金强。 | 化学加工和生产设备组件。 |
| 11 级 钛合金，有时被认为是“纯”的——Ti-0.15Pd | 类似于 7 级，但对其他杂质的耐受性较低。 | 出色的耐腐蚀性、最佳延展性和成型性。 | 相对于 7 年级，强度甚至更低。 | 海洋应用、氯酸盐制造、海水淡化。 |
| 12级 钛合金——Ti0.3Mo0.8Ni | 这种高度耐用的合金含有 0.3% 的钼和 0.8% 的镍。 | 良好的可焊性，优异的高温强度，优异的耐腐蚀性。 | 它比其他合金贵。 | 壳牌和热交换器、湿法冶金应用、飞机和船舶部件。 |
| 23 级 钛合金 – T6Al4V-ELI | 在市场上也称为 TAV-EIL，代表 Extra Low Interstitial。与5级相似，但纯度更高。 | 良好的延展性和成型性，良好的断裂韧性。最佳的生物相容性。相对机械加工性差。 | 强度低于其他钛合金。 | 矫形针和螺钉、矫形电缆、外科用钉、正畸器具。 |
选择和使用正确等级的钛
您可能已经注意到，为您的产品选择最合适的钛取决于您想要的特性和应用。如果您正在尝试开发用于医疗应用的产品，您可能需要选择 23 级钛。或者，如果您正在寻找在高温下具有出色性能的部件，您可能需要使用 6 级钛。
请记住，钛合金需要仔细加工，必须由训练有素的专家进行。与黄铜 C360 或钢 SS416 等易切削金属相比，使用钛合金需要专业知识、耐心和正确的工具。
如果您想找一位专家来帮助您处理您的钛件，请寻找可以帮助您提供 CNC 加工服务的专家。
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