# Titan pro CNC: průvodce Grade 2 vs Ti-6Al-4V > Praktický průvodce slitinami titanu: Grade 2 vs Ti-6Al-4V — kdy se titan vyplatí, obtíže při obrábění, tepelné zpracování, povrchová úprava a časté chyby. https://www.sinbo-machining.com/cs/wiki/materials/titanium/ --- ## Na této stránce - Vyplatí se titan? - Grade 2 vs Ti-6Al-4V - Obrábění titanu — tvrdá pravda - Povrchová úprava - Časté chyby - Časté dotazy # Slitiny titanu Titan je na papíře působivý — pevný, lehký, odolný proti korozi. Je ale drahý, pomalu se obrábí a často se předepisuje tam, kde by hliník nebo nerez udělaly stejnou práci za polovinu ceny. Tato stránka vám pomůže rozhodnout, kdy je titan skutečně nutný a jak s ním pracovat. ## Vyplatí se titan? | Vaše situace | Použít titan? | Lepší alternativa | Letectví / konstrukce draku | Ano | — | Medicínské implantáty (biokompatibilita) | Ano | — | Námořní prostředí (slaná voda, bez tepla) | Možná | 316L nerez je levnější pro nenamáhané díly | Chemické zpracování (korozivní) | Možná | Hastelloy nebo super duplex mohou být lepší | Vysoká pevnost při nízké hmotnosti (ne letecké) | Možná | 7075-T6 hliník je levnější, pokud není korozivní prostředí | Jen potřebujete lehkost + pevnost | Ne | 7075 hliník (stejná pevnost, 40 % ceny) | Jen potřebujete korozní odolnost | Ne | 316 nerez (5–10x levnější) | Prototyp / malá série | Ne | Nejdřív prototyp z hliníku nebo oceli Kontrola reality nákladů Titanový materiál stojí 5–10x víc než hliník a 3–5x víc než nerez. Obrábění stojí 2–3x víc než u oceli kvůli nízkým řezným rychlostem a rychlému opotřebení nástroje. Titan předepište jen tehdy, když máte skutečný požadavek na jeho jedinečnou kombinaci pevnosti, hmotnosti a korozní odolnosti. ## Grade 2 vs Ti-6Al-4V | Vlastnost | Grade 2 (CP) | Ti-6Al-4V (Grade 5) | Typ | Komerčně čistý | Alfa-beta slitina | Pevnost v tahu (MPa) | 275–410 | 895–930 | Mez kluzu (MPa) | 170–275 | 825–860 | Hustota (g/cm³) | 4.51 | 4.43 | Tvrdost | 200–275 HB | 33–36 HRC | Svařitelnost | Ano | Obtížná (vyžaduje ochranu) | Tepelné zpracování | Ne | Ano (stárnutí zvyšuje pevnost) | Obrobitelnost | Lepší | Náročná na nástroje | Relativní cena | 1.0x | 1.3–1.5x | Použití | Chemie, námořní prostředí, biomedicína | Letectví, vysoká pevnost Jednoduché pravidlo Potřebujete korozní odolnost (ne vysokou pevnost)? Použijte Grade 2. Potřebujete vysokou pevnost + nízkou hmotnost? Použijte Ti-6Al-4V. To pokrývá 95 % titanových aplikací. ## Obrábění titanu — tvrdá pravda | Pravidlo | Detail | Nízká řezná rychlost | 30–60 m/min pro Grade 2, 20–45 m/min pro Ti-6Al-4V. Vyšší rychlost jen spálí nástroj, aniž by řezala rychleji. | Zaplavená chladicí kapalina | Povinná. Titan má špatnou tepelnou vodivost — teplo zůstává na břitu. Bez zaplavené chladicí kapaliny klesne trvanlivost nástroje na minuty. | Ostré nástroje, často měněné | Titan se zpevňuje za studena. Tupý nástroj vytváří zpevněnou povrchovou vrstvu, která zničí i následující nástroj. | Malý úhel čela | Používejte nástroje s kladným úhlem čela, ale s ostřejším břitem. Stopkové frézy s povlakem TiAlN nebo diamantem vydrží 3–5x déle. | Tenká tříska | Radiální hloubku záběru držte malou. Silná tříska v titanu generuje příliš mnoho tepla. Více mělkých průchodů. | Riziko požáru | Titanová tříska se může vznítit. Nikdy nepoužívejte řezný olej — používejte chladicí kapalinu na vodní bázi. Třísku pravidelně uklízejte. Požár titanu Jemná titanová tříska se může vznítit, zejména při obrábění nasucho. Titanové požáry hoří při 3000°C+ a nelze je uhasit vodou (hoří ještě tepleji). Je to vzácné, ale skutečné. Používejte zaplavenou chladicí kapalinu na vodní bázi a udržujte stroj bez třísky. ## Povrchová úprava | Úprava | Účel | Poznámky | Eloxování (Typ II) | Barva, odolnost proti opotřebení | Vytváří modré/fialové/zlaté barvy. Oblíbené v medicíně a letectví. | Tryskání abrazivem | Příprava povrchu | Vytváří matný povrch. Vyžaduje se před mnoha procesy povlakování. | Leštění | Zrcadlový povrch | Možné, ale pracné. Titan se dobře leští. | PVD povlak | Odolnost proti opotřebení | TiN, CrN na titanu pro nižší tření. Používá se u medicínských implantátů. ## Časté chyby | Chyba | Co se stane | Správný postup | Předepsání titanu, když stačí hliník | Platíte 5–10x víc za materiál bez přínosu | Spočítejte to: požadavek na pevnost/hmotnost/korozi. Většina dílů titan nepotřebuje. | Vysoká řezná rychlost | Nástroj shoří v řádu minut, špatná kvalita povrchu | Držte pod 60 m/min pro Grade 2, 45 m/min pro Ti-6Al-4V | Použití řezného oleje | Riziko požáru u titanové třísky | Jen chladicí kapalina na vodní bázi | Nedostatečně častá výměna nástrojů | Zpevněný povrch ničí následující nástroje | Vyměňte při prvním náznaku opotřebení | Grade 2 na vysokopevnostní díly | Mez kluzu jen 275 MPa — slabší než 6061-T6 | Vysoká pevnost vyžaduje Ti-6Al-4V ## Časté dotazy #### Kdy se titan vyplatí a kdy mám místo něj použít hliník? Titan předepište jen tam, kde je jeho kombinace pevnosti, hmotnosti a korozní odolnosti skutečně nutná: konstrukce letadel nebo draků a medicínské implantáty. Jinak alternativy vycházejí cenově lépe. Hliník 7075-T6 dává stejnou pevnost za 40 % ceny titanu a nerez 316 je 5–10x levnější, když potřebujete pouze korozní odolnost. Titanový materiál stojí 5–10x víc než hliník a 3–5x víc než nerez, obrábění stojí 2–3x víc než u oceli a prototyp patří nejdřív do hliníku nebo oceli. #### Mám použít Grade 2, nebo Ti-6Al-4V? Nejdřív rozhodněte o pevnosti, potom zkontrolujte prostředí. Komerčně čistý titan Grade 2 dává pevnost v tahu 275–410 MPa, mez kluzu 170–275 MPa, hustotu 4.51 g/cm³ a tvrdost 200–275 HB; je svařitelný a šetrnější k nástrojům. Ti-6Al-4V dává pevnost v tahu 895–930 MPa, mez kluzu 825–860 MPa, hustotu 4.43 g/cm³ a 33–36 HRC, ale svařování je obtížné a je náročný na nástroje. Jednoduché pravidlo: korozní odolnost bez vysoké pevnosti znamená Grade 2; vysoká pevnost při nízké hmotnosti znamená Ti-6Al-4V. #### Proč titanové díly potřebují nízké rychlosti a zaplavenou chladicí kapalinu? Rychlost držte nízko a chladicí kapalinu nechte zaplavovat. Grade 2 se obrábí při 30–60 m/min a Ti-6Al-4V při 20–45 m/min; vyšší rychlost spálí nástroj, aniž by řezala rychleji, takže zůstaňte pod 60 m/min, respektive 45 m/min. Zaplavená chladicí kapalina je povinná, protože titan má špatnou tepelnou vodivost — teplo zůstává na břitu a bez chlazení klesne trvanlivost nástroje na minuty. Používejte nástroje s kladným úhlem čela a ostrým břitem; stopkové frézy s povlakem TiAlN nebo diamantem vydrží 3–5x déle. #### Jak se vyhnout požárům titanové třísky a problémům se zpevňováním? Nikdy nepoužívejte řezný olej. Jemná titanová tříska se může vznítit, zejména při obrábění nasucho, a titanový požár hoří při 3000°C+ a nelze ho uhasit vodou, protože hoří ještě tepleji — používejte proto zaplavenou chladicí kapalinu na vodní bázi a udržujte stroj bez třísky. Co se zpevňování týče, nástroje často vyměňujte: tupý nástroj zanechává zpevněnou povrchovou vrstvu, která zničí i následující nástroj. Radiální hloubku záběru držte malou a dělejte více mělkých průchodů, protože silná tříska generuje příliš mnoho tepla.