掌握钛合金CNC加工：合金选择与刀具技巧打造耐用零件
考虑钛合金作下个设计基材？或听闻钛零件加工困难不确定哪些钛等级可用于CNC加工？若任一答案为是，您来对地方。
钛是卓越材料，因其卓越性能和高生物相容性，广泛用于航空航天和生物医学行业。但同样，其物理特性使钛加工工艺受影响。与其他材料金属相比，钛需周密规划和专用制造程序。
本文帮您理解钛加工工艺，含理解金属性能、应考虑的钛等级、甚至处理技巧。
钛零件加工考量
钛近年因能制造轻量化、高强度、高耐腐蚀产品而流行。钛制零件寿命更长且保持更好性能。且钛无毒。
但钛非完美。导热性差，表面未受妥善处理易损伤。加工过程常留颤刀纹。
所有这些导致钛可加工性差。但幸运的是，全球机加工师研究钛相对其他金属性质并找到改进制造工艺方法。
例如，加工钛需谨慎散热策略。为解决此，CNC加工专家确立增加切削刀具排屑槽数在加工钛零件时有效。其他金属用四至六槽，但钛常需十个甚至更多。
此外，为应对钛高强度和差散热，机加工师用特殊钛铝氮（TiAlN）或钛碳氮（TiCN）涂层刀具。
总结，专家建议加工钛根本关键是耐心。为控制热积累、减少表面终止颤刀、避免损伤零件、保工艺安全，建议降至安全速度。
CNC加工最常用10大钛等级
因钛需求增加，行业开发多种可加工等级。按纯钛含量和其他元素含量区分，如氧、钯、镍、钼。
不同合金元素赋予各钛等级不同力学性能，意味着您可为应用挑选最适合钛等级。查看下表了解更多钛可加工性！
表1
| 合金/等级 | 描述 | 优势 | 劣势 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| Grade 1 低氧含量工业纯钛。 |
最常用钛等级之一。最具延展性和最软钛合金。 | 优异相对成形性和可加工性、耐腐蚀性、冲击韧性。 | 强度低于其他钛等级。 | 化工、海水淡化、医疗、汽车零件、机身结构。 |
| Grade 2 标准氧含量工业纯钛。 |
纯钛，称钛行业“主力军”。 | 高耐腐蚀性、良好焊接性、强度、延展性、成形性。高相对可加工性。 | 不如其他钛等级强，但比Grade 1强。 | 航空发动机、烃类加工、氯酸盐制造、医疗行业。 |
| Grade 3 中氧含量工业纯钛。 |
商业用途最少，但具良好力学性能。 | 高强度和耐腐蚀性。良好相对可加工性。 | 成形性不如Grade 1和2。 | 医疗、海洋、航空航天结构。 |
| Grade 4 高氧含量工业纯钛。 |
四个工业纯钛等级中最强。 | 极高强度和耐腐蚀性。尚可相对可加工性。 | 难加工，需低速、高冷却液流量、高进给率。 | 低温容器、换热器、CPI设备、手术器械、机身组件。 |
| Grade 5 钛合金—Ti6Al4V |
最常用钛合金。含6%铝和4%钒。 | 高耐腐蚀性和高成形性。差相对可加工性。 | 强度低于其他合金。 | 关键机身结构、发电、海洋和海上应用。 |
| Grade 6 钛合金—Ti5Al-2.5Sn |
机身和喷气发动机应用最常用。 | 良好焊接性、稳定性、高温强度。 | 钛合金标准中等强度。 | 机身和喷气发动机应用、火箭和航天器液体气体和推进剂容器。 |
| Grade 7 钛合金，有时视“纯”—Ti-0.15Pd |
类似Grade 2，但含少量钯增强耐腐蚀性。 | 极佳耐腐蚀性、优异焊接性和成形性。 | 不如其他钛合金强。 | 化工和生产设备组件。 |
| Grade 11 钛合金，有时视“纯”—Ti-0.15Pd |
类似Grade 7，但对其他杂质容忍度更低。 | 优异耐腐蚀性、最佳延展性和成形性。 | 相对Grade 7强度更低。 | 海洋应用、氯酸盐制造、海水淡化。 |
| Grade 12 钛合金—Ti0.3Mo0.8Ni |
此高耐久合金含0.3%钼和0.8%镍。 | 良好焊接性、高温优异强度、优异耐腐蚀性。 | 成本高于其他合金。 | 壳式和换热器、湿法冶金应用、航空和海洋组件。 |
| Grade 23 钛合金—T6Al4V-ELI |
市场称TAV-EIL，即超低间隙。类似Grade 5但纯度更高。 | 良好延展性和成形性、良好断裂韧性。最佳生物相容性。差相对可加工性。 | 强度低于其他钛合金。 | 骨科钉和螺钉、骨科缆、手术订书钉、正畸器械。 |
选择和使用正确钛等级
您可能注意到，选择最适合产品的钛取决于所需性能和应用。若开发医疗应用产品，可能选Grade 23钛。若寻找高温优异性能零件，可能用Grade 6钛。
只需记住钛合金需谨慎加工，必须由训练专家执行。与黄铜C360或钢SS416等易切削金属相反，加工钛需专业知识、耐心和正确工具。
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