Hợp kim titan

Chỉ chỉ định titan ở nơi thực sự cần sự kết hợp giữa độ bền, trọng lượng và khả năng chống ăn mòn: kết cấu hàng không hoặc khung máy bay, và cấy ghép y tế. Ngoài những trường hợp đó, các lựa chọn thay thế thắng về chi phí. Nhôm 7075-T6 cho độ bền tương đương với 40% chi phí titan, và thép không gỉ 316 rẻ hơn 5–10 lần khi chỉ cần chống ăn mòn. Nguyên liệu titan đắt hơn nhôm 5–10 lần và đắt hơn thép không gỉ 3–5 lần, chi phí gia công cao hơn thép 2–3 lần, và một chi tiết mẫu thử thì nên làm bằng nhôm hoặc thép trước.

Quyết định theo độ bền trước, rồi kiểm tra môi trường. Grade 2 là titan nguyên chất thương mại, cho độ bền kéo 275–410 MPa, giới hạn chảy 170–275 MPa, khối lượng riêng 4.51 g/cm³ và độ cứng 200–275 HB; nó hàn được và dễ với dụng cụ cắt hơn. Ti-6Al-4V cho độ bền kéo 895–930 MPa, giới hạn chảy 825–860 MPa, khối lượng riêng 4.43 g/cm³ và 33–36 HRC, nhưng hàn khó và hại dao. Quy tắc đơn giản: cần chống ăn mòn mà không cần độ bền cao thì dùng Grade 2; cần độ bền cao ở trọng lượng nhẹ thì dùng Ti-6Al-4V.

Giữ tốc độ thấp và để dung dịch làm mát ngập liên tục. Grade 2 chạy 30–60 m/min và Ti-6Al-4V chạy 20–45 m/min; chạy nhanh hơn chỉ đốt cháy dao mà không cắt nhanh hơn, nên hãy giữ dưới 60 m/min và 45 m/min tương ứng. Dung dịch làm mát ngập là bắt buộc vì titan dẫn nhiệt kém — nhiệt giữ lại ở mũi cắt và tuổi thọ dao tụt xuống còn vài phút nếu không có. Dùng dao có góc trước dương với mép cắt sắc, và dao phay ngón phủ TiAlN hoặc phủ kim cương bền hơn 3–5 lần.

Tuyệt đối không dùng dầu cắt. Phoi titan mịn có thể bốc cháy, đặc biệt khi gia công khô, và đám cháy titan cháy ở 3000°C+ và không thể dập bằng nước vì nó cháy nóng hơn — vì vậy hãy dùng dung dịch làm mát ngập gốc nước và giữ máy sạch phoi. Về phía cứng nguội, hãy thay dao thường xuyên: dao cùn để lại một lớp bề mặt cứng và làm hỏng luôn con dao tiếp theo. Giữ chiều sâu cắt hướng kính nhỏ và chạy nhiều lượt nông, vì phoi dày sinh ra quá nhiều nhiệt.