Shaanxi Aone Titanium Metal Materials Co.,Ltd


Contact Us

Why is titanium alloy a difficult material to process?

Nov 07, 2018

Why do we think titanium alloy is a difficult material to process? Because of the lack of a deep understanding of its processing mechanism and phenomena.

1. Physical phenomena of titanium processing
The cutting force of titanium alloy processing is only slightly higher than that of the 
same hardness, but the physical phenomenon of processing titanium alloy is much more
complicated than that of processing steel, which makes the processing of titanium alloy 
face great difficulties.
Most titanium alloys have very low thermal conductivity, only 1/7 of steel and 1/16 of
aluminum. Therefore, the heat generated during the cutting of the titanium alloy is not
quickly transferred to the workpiece or carried away by the chips, but accumulates in 
the cutting area, and the generated temperature can be as high as 1000 ° C or more,
so that the cutting edge of the tool is rapidly worn, cracked and generated. Built-up
edge, the rapid appearance of worn edges, which in turn produces more heat in the 
cutting area, further shortening the life of the tool.
Heat is the "culprit" of titanium alloys that are difficult to process!
2. Process for processing titanium alloy
Based on the understanding of the processing mechanism of titanium alloys and the previous 
experience, the main processes for processing titanium alloys are as follows:
(1) A blade with a positive-angle geometry is used to reduce cutting force, heat of cutting, 
and deformation of the workpiece.

(2) Maintain a constant feed to avoid hardening of the workpiece. The tool should always be
 in the feed state during the cutting process. The radial ae amount during milling should be 
 30% of the radius.
(3) High-pressure and high-flow cutting fluid is used to ensure the thermal stability of the 
process and prevent surface denaturation and tool damage caused by excessive temperature.
(4) Keep the blade edge sharp, the blunt tool is the cause of heat build-up and wear, which 
is easy to cause tool failure.
(5) Processing in the softest state of the titanium alloy as much as possible, since the 
material becomes harder to process after hardening, the heat treatment increases the strength 
of the material and increases the wear of the blade.
(6) Use a large tool nose arc radius or chamfer cut-in to cut more blades into the cutting as
 much as possible. This can reduce the cutting force and heat at every point and prevent local 
 damage. When milling titanium alloy, the cutting speed of each cutting parameter has the
 greatest influence on the tool life, and the radial cutting amount (milling depth) is second.

  3. Solve the problem of titanium processing from the blade
The blade groove wear that occurs during the processing of titanium alloys is the local wear
 of the back and front in the direction of the cutting depth, which is often caused by the 
 hardened layer left by the previous processing. The chemical reaction and diffusion of the 
 tool and the workpiece material at a processing temperature exceeding 800 ° C is also one 
 of the causes of groove wear. Because during the processing, the titanium molecules of the
 workpiece gather in the front area of the blade, and "weld" to the blade at high pressure
 and high temperature to form a built-up edge. When the built-up edge is peeled off from 
 the blade, the cemented carbide coating of the blade is carried away, so titanium alloy 
 processing requires special blade materials and geometries.

 4. Tool structure suitable for titanium machining
The focus of titanium machining is heat, and a large amount of high-pressure cutting fluid 
must be sprayed onto the cutting edge in time to remove heat quickly. There is a unique 
structure on the market for milling cutters specifically for titanium machining.



Related Industry Knowledge

Copyright © Shaanxi Aone Titanium Metal Materials Co.,Ltd All Rights Reserved.