一：钛的由来
1948年美国杜邦公司采用镁法成吨生产海绵钛——这标志着海绵钛即钛工业化生产的开始。而钛合金因具有耐蚀性好、强度高、密度小，机械性能、韧性和耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。被称为“21世纪重要金属材料”、“太空金属”、“未来金属”的钛金属，与大多数其他金属材料的加工相比，钛合金零件的加工不仅要求更高，只要克服钛性能对加工过程的影响，就可以取得成功。
二：钛的特性
1.耐热性好：新型钛合金可在500～600℃的温度下长期工作。
2.强度高密度小：钛的密度为4.51g/cm3，在对重量要求较高的航空航天等领域有很大的优势，是金属材料中的冠军。
3.低温性能好：间隙元素极低的钛合金TA7，在-253℃下还能保持一定的塑性。
4.抗蚀性好：对许多腐蚀性介质，如酸、碱、海水等有很强的抵抗力。
5.化学活性大：高温时化学活性很高，轻易与空气中的氢、氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层。
6.导热系数小、弹性模量小：是低碳钢的1/5，铜的1/25，而各种钛合金的导热系数比钛的导热系数约下降50％。钛合金的弹性模量约为钢的1/2，而且与人体骨骼的弹性模量接近。
7.无磁性、无毒性、生物相容性好：钛是无磁性、无毒性金属，在很大的磁场中也不会被磁化，无毒且与人体组织及血液有好的相容性，所以被医疗界所采用
钛合金加工难点：
1、钛合金的导热系数极低，在切削过程中产生的热量不易散发，而是集中在切削区域。刀尖温度可升至1000℃，导致刀具快速磨损、开裂，并产生积屑，缩短刀具寿命，切削高温集中在刀尖，散热困难，刀具易损。它的切屑成型后非常薄。刀具和切屑之间的接触面积最终比钢小3倍。因此，刀具的尖端最终承受了大部分切削力。
2、钛合金的弹性模量相对较低，加工钛合金时，容易产生弹性变形，尤其在加工薄壁或环形零件时更为明显。薄壁件在加工时局部变形超出弹性范围，产生塑性变形，切削点材料的强度和硬度显著增加。切削压力使工件产生弹性变形并回弹，增大了刀具与工件间的摩擦，产生额外热量，加剧了钛合金导热性差的问题。
3、钛合金的亲和力较好，在车削和钻孔过程中易形成长而连续的切屑，这些切屑会缠绕刀具并妨碍其功能。切削深度过大时，易造成粘刀、烧刀或断裂。
4、钛合金的弹性在零件性能上可能有利，但在切削过程中，却成为振动的主要原因。加工钛合金产生的振动是钢的10倍。由于切削热集中在切削部分，会产生锯齿形切屑，导致切削功率波动。
5、钛有时会在超过500度的温度下与工具材料发生反应。在高温积聚后切割时，它也倾向于自燃。因此，我们在切割钛合金时最终会使用冷却剂。此过程占用的时间会干扰高速钛加工。
6、与高强度相比，钛合金易于加工的粘性金属材料。由于钛有粘性，可能会粘附在CNC切削刀具上，从而导致故障和损坏。除了工具损坏之外，磨损通常还会影响医疗零件的表面光洁度。
钛合金难加工对策：
1、选用恰当的切削刀具能显著提升加工效率。由于钛合金的热量主要依靠切削刃和冷却液来散发，而非像钢材那样通过切屑排出，因此切削刃的微小部分需承受极大的热和机械应力。保持切削刃的锋利能降低切削力。
2、必要时，还可以使用涂层刀具，以减少合金的粘性并破碎过长切屑。这样做不仅降低了排屑过程中的摩擦，还有助于控制加工过程中产生的热量。
3、控制放热，使用钢切割速度的1/3或更低进行钛合金加工。
4、根据工艺更换刀具，在加工钛合金时，陶瓷、碳化钛和氮化钛涂层刀具的寿命相对较短。通常，对于大批量的钛合金加工，硬质钢刀具是首选；而对于小批量加工，则使用高速硬质合金刀具更为合适。
5、钛合金密度低，硬度低，材料很棉，容易“让刀”。粗加工时只会发生“切削不到位”的情况，而不会发生“过切”。为了避免“让刀”尺寸不到位，钛合金加工而反复加工，余量尽量少留，以提高加工效率。
6、定期清洁加工设备和刀具，防止碎屑沉积，影响加工效果
7、高刚性机床对于成功加工钛合金至关重要。理想的钛合金铣床必须是刚性的，主轴能在低转速和高扭矩下运行，以吸收振动并减少切削过程中的颤振。
8、对于这些强度更高的钛合金来说，在数控机床上使用更大的切屑负载和更低的转速至关重要。高压冷却液还可以帮助您的切削刀具更有效地工作并制造出更高质量的钛工件。
