Υλικό κράματος τιτανίου με χαρακτηριστικά υψηλής αντοχής, υψηλής σκληρότητας και χαμηλής πυκνότητας υλικού, όπως κράμα τιτανίου Ti-6Al-4V (αναφέρεται ως Ti-6-4) αντοχή σε εφελκυσμό 900 MPa, σκληρότητα 250 ~ 375HB, πυκνότητα 4,42 g/cm3, έτσι ώστε τα κράματα τιτανίου στο σύνολό τους δομικά εξαρτήματα εκτός από τα σύγχρονα στρατιωτικά αεροσκάφη έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στα σύγχρονα μεγάλα επιβατικά αεροσκάφη κερδίζουν επίσης όλο και περισσότερες εφαρμογές. Το βάρος του κράματος τιτανίου που χρησιμοποιείται στη δομή του αεροσκάφους έχει δείξει μια ταχεία αύξηση στη συνολική αναλογία βάρους και έχει αρχίσει να υπερβαίνει τα δομικά στοιχεία του χάλυβα. Ως εκ τούτου, η υλοποίηση δομικών μερών από κράμα τιτανίου υψηλής απόδοσης μηχανικής κατεργασίας έχει γίνει το κλειδί για τη μεγάλη παραγωγή αεροσκαφών. Ωστόσο, σε σύγκριση με το κράμα αλουμινίου, το κράμα τιτανίου είναι ένα πολύ δύσκολο μέταλλο στην επεξεργασία, κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:
Η δύναμη κοπής επεξεργασίας κράματος τιτανίου είναι ελαφρώς υψηλότερη από την ίδια σκληρότητα του χάλυβα, αλλά το φυσικό φαινόμενο της επεξεργασίας κράματος τιτανίου είναι πολύ πιο περίπλοκο από την επεξεργασία του χάλυβα, καθιστώντας έτσι τη μηχανική κατεργασία κράματος τιτανίου να αντιμετωπίζει μεγάλες δυσκολίες.
Η θερμική αγωγιμότητα των περισσότερων κραμάτων τιτανίου είναι πολύ χαμηλή, μόνο το 1/7 του χάλυβα και το 1/16 του αλουμινίου, επομένως, η θερμότητα που παράγεται κατά τη διαδικασία κοπής των κραμάτων τιτανίου δεν θα μεταφερθεί γρήγορα στο τεμάχιο εργασίας ούτε θα αφαιρεθεί από τα τσιπ , αλλά συγκεντρωμένη στην περιοχή κοπής, η θερμοκρασία που προκύπτει μπορεί να είναι έως και 1,000 βαθμός ή περισσότερο, έτσι ώστε η κοπτική άκρη του εργαλείου να φθείρεται γρήγορα, να θρυμματίζεται και να δημιουργεί όγκους τσιπ και την ταχεία εμφάνιση μιας φθαρμένης λεπίδας, και η περιοχή κοπής να παράγει περισσότερα Η γρήγορη φθορά της κοπτικής άκρης και της περιοχής κοπής παράγουν περισσότερη θερμότητα, μειώνοντας περαιτέρω τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.
Οι υψηλές θερμοκρασίες που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία κοπής καταστρέφουν επίσης την ακεραιότητα της επιφάνειας του εξαρτήματος από κράμα τιτανίου, οδηγώντας σε μείωση της γεωμετρικής ακρίβειας του εξαρτήματος και στην εμφάνιση φαινομένων σκλήρυνσης εργασίας που μειώνουν σημαντικά την αντοχή του σε κόπωση.
Η ελαστικότητα των κραμάτων τιτανίου μπορεί να είναι ευεργετική για την απόδοση του εξαρτήματος, αλλά η ελαστική παραμόρφωση του τεμαχίου κατά τη διαδικασία κοπής είναι μια σημαντική αιτία κραδασμών. Η πίεση κοπής αναγκάζει το «ελαστικό» τεμάχιο εργασίας να απομακρυνθεί από το εργαλείο και να αναπηδήσει προς τα πίσω, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη τριβή μεταξύ του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας από ό,τι η κοπή. Η διαδικασία τριβής παράγει επίσης θερμότητα, επιδεινώνοντας το πρόβλημα της κακής θερμικής αγωγιμότητας των κραμάτων τιτανίου.
Αυτό το πρόβλημα επιδεινώνεται κατά τη μηχανική κατεργασία παραμορφώσιμων εξαρτημάτων όπως τα λεπτά τοιχώματα ή τα σπειροειδή σχήματα. Η κατεργασία τμημάτων λεπτού τοιχώματος από κράμα τιτανίου με την επιθυμητή ακρίβεια διαστάσεων δεν είναι εύκολη υπόθεση. Επειδή καθώς το υλικό του τεμαχίου προς κατεργασία απομακρύνεται από το εργαλείο, η τοπική παραμόρφωση του λεπτού τοιχώματος έχει υπερβεί το ελαστικό εύρος και έχει προκαλέσει πλαστική παραμόρφωση, το σημείο κοπής της αντοχής και της σκληρότητας του υλικού αυξήθηκε σημαντικά. Σε αυτό το σημείο, η κατεργασία με την αρχικά καθορισμένη ταχύτητα κοπής γίνεται πολύ υψηλή, οδηγώντας περαιτέρω σε αιχμηρή φθορά του εργαλείου.
