티타늄 합금

티타늄은 문서상으로 인상적입니다 — 강하고, 가볍고, 부식에 강합니다. 하지만 비싸고, 가공이 느리며, 알루미늄이나 스테인리스가 절반 비용으로 작업을 할 수 있을 때 종종 지정됩니다. 이 페이지는 티타늄이 진정으로 필요한 시기와 그 처리 방법을 결정하는 데 도움을 줍니다.

티타늄이 가치가 있는가?

상황	티타늄 사용?	더 나은 대안
항공우주 / 기체 구조	예	—
의료 임플란트 (생체 적합성)	예	—
해양 (염수, 무열)	아마도	비하중 부품의 경우 316L 스테인리스가 더 저렴
화학 처리 (부식성)	아마도	하스텔로이 또는 슈퍼 듀플렉스가 더 나을 수 있음
고 비강도 (비항공)	아마도	비부식성이면 7075-T6 알루미늄이 더 저렴
그냥 경량 + 강한 것이 필요	아니오	7075 알루미늄 (동일 강도, 40% 비용)
그냥 내식성이 필요	아니오	316 스테인리스 (5–10x 더 저렴)
프로토타입 / 소량	아니오	먼저 알루미늄이나 강으로 프로토타입

원가 현실 확인 티타늄 원재료는 알루미늄보다 5–10배, 스테인리스보다 3–5배 더 비싸고, 낮은 절삭 속도와 빠른 공구 마모로 인해 가공 원가는 강보다 2–3배 더 많이 듭니다. 강도, 무게 및 내식성의 독특한 조합이 진정으로 필요한 경우에만 티타늄을 지정하세요.

Grade 2 vs Ti-6Al-4V

특성	Grade 2 (CP)	Ti-6Al-4V (Grade 5)
유형	상업용 순 티타늄	알파-베타 합금
인장 강도 (MPa)	275–410	895–930
항복 강도 (MPa)	170–275	825–860
밀도 (g/cm³)	4.51	4.43
경도	200–275 HB	33–36 HRC
용접성	가능	어려움 (보호 필요)
열처리 가능	불가	가능 (시효로 강도 증가)
가공성	더 나음	공구에 가혹
상대 원가	1.0x	1.3–1.5x
용도	화학, 해양, 생체의료	항공우주, 고강도

간단한 규칙 내식성이 필요하지만 (높은 강도가 아닌)? Grade 2를 사용하세요. 높은 강도 + 경량이 필요? Ti-6Al-4V를 사용하세요. 티타늄 응용의 95%를 커버합니다.

티타늄 가공 — 어려운 현실

규칙	상세
낮은 절삭 속도	Grade 2의 경우 30–60 m/min, Ti-6Al-4V의 경우 20–45 m/min. 더 빠르게 하면 공구가 더 빨리 절삭하지 않고 타버립니다.
수용성 냉각액 전면 분사	필수. 티타늄은 열전도율이 낮아 열이 절삭 모서리에 머뭅니다. 수용성 냉각액 전면 분사가 없으면 공구 수명이 몇 분으로 떨어집니다.
날카로운 공구, 자주 교체	티타늄은 가공 경화합니다. 둔한 공구는 경화 표면 층을 생성하여 다음 공구도 망칩니다.
낮은 래크 각도	포지티브 래크 공구를 사용하되 더 날카로운 모서리로. TiAlN 또는 다이아몬드 코팅 엔드 밀이 3–5배 더 오래 지속됩니다.
얇은 칩	반경 절입량을 작게 유지하세요. 티타늄의 두꺼운 칩은 너무 많은 열을 발생합니다. 여러 번의 얕은 패스.
화재 위험	티타늄 칩에 불이 붙을 수 있습니다. 절삭유를 사용하지 마세요 — 수용성 냉각액을 사용하세요. 칩을 정기적으로 청소하세요.

티타늄 화재 미세한 티타늄 칩은 점화될 수 있으며, 특히 건식 가공 시. 티타늄 화재는 3000°C+에서 연소하며 물로 소화할 수 없습니다 (더 뜨겁게 탑니다). 드물지만 실제적입니다. 수용성 냉각액 전면 분사를 사용하고 기계를 칩 없이 청결하게 유지하세요.

표면 처리

처리	목적	비고
양극 처리 (Type II)	색상, 내마모성	파란/보라/금색 생성. 의료 및 항공우주에 인기.
그리트 블라스트	표면 전처리	무광 마감 생성. 많은 코팅 공정 전 필수.
연마	거울 마감	가능하지만 노동 집약적. 티타늄은 연마가 잘 됩니다.
PVD 코팅	내마모성	마찰 감소를 위해 티타늄에 TiN, CrN. 의료 임플란트에 사용.

일반적인 실수

실수	결과	올바른 방법
알루미늄으로 충분할 때 티타늄 지정	이득 없이 5–10x 재료 원가	계산하세요: 강도/무게/내식성 요구사항. 대부분의 부품은 티타늄이 필요하지 않습니다.
높은 절삭 속도	공구가 몇 분 만에 소모, 불량한 표면 마감	Grade 2는 60 m/min 미만, Ti-6Al-4V는 45 m/min 미만 유지
절삭유 사용	티타늄 칩으로 인한 화재 위험	수용성 냉각액만 사용
공구를 충분히 자주 교체하지 않음	가공 경화 표면이 이후 공구를 망침	마모 징후 발견 시 즉시 교체
고강도 부품에 Grade 2 사용	항복 강도가 275 MPa뿐 — 6061-T6보다 약함	고강도에는 Ti-6Al-4V 필요

← 스테인리스 강

구리 및 황동 →