自1790年發現鈦元素以來，人類為了獲得它超凡的性能，開展了長達百年的艱辛探索。1910年人類第一次制得金屬鈦，但鈦合金的應用之路艱辛漫長，直到40年后的1951年才最終實現工業化生產。

       鈦合金具有比強度高、耐腐蝕、耐高溫和抗疲勞等特點。同樣大小的鈦合金重量只是鋼的60%，但是卻比合金鋼的強度高。鈦合金由于良好的特性，在航空、航天、發電設備、核能、船舶、化工和醫療器械等領域中得到了越來越廣泛的應用。

       鈦合金難加工原因

       鈦合金熱傳導率低、加工硬化嚴重、與刀具的親和性高、塑性變形小等4個特點是造成鈦合金難以加工的本質原因。其被切削指數只相當于易削鋼的20%。
       熱傳導率低
       鈦合金熱傳導率大約只有45#鋼的16%左右，加工中熱量不能及時傳導出去，造成切刃局部高溫（加工中的刀尖溫度是45#鋼的1倍以上），容易引發刀具擴散磨損。

       加工硬化嚴重

       鈦合金加工硬化現象明顯，表面硬化層相比不銹鋼要嚴重，會給后續加工造成一定的困難，比如，刀具邊界損傷增大。

       與刀具的親和性高

       與含鈦的硬質合金粘結嚴重。

       塑性變形小
       約為45鋼的彈性模量的1/2，故彈性恢復大，摩擦嚴重。同時，工件也容易發生裝夾變形。
       加工鈦合金的工藝訣竅
       在理解鈦合金加工機理的基礎上，加上以往的經驗，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：
       （1）采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力、切削熱和工件的變形。
       （2）保持恒定的進給以避免工件的硬化，在切削過程中刀具要始終處于進給狀態，銑削時徑向吃刀量ae應為半徑的30%。
       （3）采用高壓大流量切削液，以保證加工過程的熱穩定性，防止因溫度過高導致工件表面變性和刀具損壞。
       （4）保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結和磨損的原因，容易導致刀具失效。
       （5）盡可能在鈦合金最軟的狀態加工，因為淬硬后材料變得更難加工，熱處理提高了材料的強度并增加刀片的磨損。
       （6）使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量，防止局部破損。在銑削鈦合金時，各切削參數中切削速度對刀具壽命的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）次之。
       從刀片入手解決鈦加工難題
       鈦合金加工時出現的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損，它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的。刀具與工件材料在加工溫度超過800℃的化學反應和擴散，也是形成溝槽磨損的原因之一。因為在加工過程中，工件的鈦分子在刀片的前面積聚，在高壓高溫下“焊接”到刀刃上，形成積屑瘤。當積屑瘤從刀刃上剝離時，將刀片的硬質合金涂層帶走，因此，鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀。
       適合鈦加工的刀具結構
       鈦合金加工的焦點是熱，大量高壓切削液要及時準確地噴射到切削刃上，才能夠快速地將熱量移除。市場上有專門用于鈦合金加工的銑刀獨特結構。

       從具體機械加工方式入手

       車削

       鈦合金產品車削，易獲得較好的表面粗糙度，加工硬化不嚴重，但切削溫度高，刀具磨損快。針對這些特點，主要在刀具、切削參數方面采取以下措施：

       刀具材料：根據工廠現有條件選用YG6，YG8，YG10HT。

       刀具幾何參數：合適的刀具前后角、刀尖磨圓。

       較低的切削速度，適中的進給量，較深的切削深度，充分冷卻，車外圓時刀尖不能高于工件中心，否則容易扎刀，精車及車削薄壁件時，刀具主偏角要大，一般為75~90度。

       銑削

       鈦合金產品銑削比車削困難，因為銑削是斷續切削，并且切屑易與刀刃發生粘結，當粘屑的刀齒再次切入工件時，粘屑被碰掉并帶走一小塊刀具材料，形成崩刃，極大地降低了刀具的耐用度。

       銑削方式：一般采用順銑。

       刀具材料：高速鋼M42。

       一般合金鋼的加工均不采用順銑，因機床絲杠、螺母間隙的影響，順銑時，銑刀作用在工件上，在進給方向上的分力與進給方向相同，易使工件臺產生間隙性竄動，造成打刀。對順銑而言，刀齒開始切入就碰到硬皮而導致刀具破損。但由于逆銑切屑是由薄到厚，在最初切入時刀具易與工件發生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃。為使鈦合金順利銑削，還應注意相對于通用標準銑刀，前角應減小，后角應加大。銑削速度宜低，盡量采用尖齒銑刀，避免使用鏟齒銑刀。

       攻絲

       鈦合金產品攻絲，因為切屑細小，易與刀刃及工件粘結，造成加工表面粗糙度值大，扭矩大。攻絲時絲錐選用不當及操作不當極易造成加工硬化，加工效率極低并時有絲錐折斷現象。

       需優先選用一絲到位的跳牙絲錐，齒數應較標準絲錐少，一般為2～3齒。切削錐角宜大，錐度部分一般為3～4扣螺紋長度。為便于排屑，還可在切削錐部分磨出負傾角。盡量選用短絲錐以增加絲錐剛性。絲錐的倒錐部分應較標準的適當加大，以減少絲錐與工件的摩擦。

       鉸削

       鈦合金鉸削時刀具磨損不嚴重，使用硬質合金和高速鋼鉸刀均可。使用硬質合金鉸刀時，要采取類似鉆削的工藝系統剛度，防止鉸刀崩刃。鈦合金鉸孔時出現的主要問題是鉸孔光潔度不好，必須用油石修窄鉸刀刃帶寬度，以免刃帶與孔壁粘結，但要保證足夠的強度，一般刃寬在0.1～0.15mm為好。

       切削刃與校準部分轉接處應為光滑圓弧，磨損后要及時修磨，并要求各齒圓弧大小一致；必要時可加大校準部分倒錐。

       鉆削

       鈦合金鉆削比較困難，常在加工過程中出現燒刀和斷鉆現象。這主要是由于鉆頭刃磨不良、排屑不及時、冷卻不佳以及工藝系統剛性差等幾方面原因造成的。因此，在鈦合金鉆削加工中須注意合理的鉆頭刃磨，大頂角、減少外緣前角、增大外緣后角，倒錐加至標準鉆頭的2～3倍。勤退刀并及時清除切屑，注意切屑的形狀和顏色。如鉆削過程中切屑出現羽狀或顏色變化時，表明鉆頭已鈍，應及時換刀刃磨。

       鉆模應固定在工作臺上，鉆模引導刀面宜貼近加工表面，盡量使用短鉆頭。還有一個值得注意的問題是當采取手動進給時，鉆頭應在孔中不進不退，否則鉆刃摩擦加工表面，造成加工硬化，使鉆頭變鈍。

       磨削

       磨削鈦合金零件常見的問題是粘屑造成砂輪堵塞以及零件表面燒傷。其原因是鈦合金的導熱性差，使磨削區產生高溫，從而使鈦合金與磨料發生粘結、擴散以及強烈的化學反應。粘屑和砂輪堵塞導致磨削比顯著下降，擴散和化學反應的結果，使工件被磨表面燒傷，導致零件疲勞強度降低，這在磨削鈦合金鑄件時更為明顯。

       為解決這一問題，采取的措施是：

       選用合適的砂輪材料：綠碳化硅TL。稍低的砂輪硬度：ZR1。
       鈦合金材料的切削加工，必須從刀具材料、切削液、加工工藝參數方面進行控制，才能提高鈦合金材料加工的綜合效率。