Warum ist Titan schwer zu bearbeiten?

Seit der Entdeckung des Elements Titan im Jahr 1790 hat die Menschheit, um dessen außergewöhnliche Leistungsfähigkeit zu erlangen, hundert Jahre mühsamer Forschung betrieben. 1910 produzierte die Menschheit erstmals das Metall Titan, doch die Anwendung von Titanlegierungen war schwierig und langwierig, bis 40 Jahre später, 1951, endlich die industrielle Produktion realisiert wurde.
Titanlegierungen weisen eine hohe spezifische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und andere Eigenschaften auf. Das Gewicht einer Titanlegierung gleicher Größe beträgt nur 60 % des Stahls, ist aber höher als die Festigkeit von legiertem Stahl. Aufgrund ihrer guten Eigenschaften wird Titanlegierung immer häufiger in der Luft- und Raumfahrt, in Energieerzeugungsanlagen, in der Kernenergie, auf Schiffen, in der chemischen Industrie, in medizinischen Geräten und in anderen Bereichen eingesetzt.
Gründe, warum Titanlegierungen schwer zu bearbeiten sind
Die vier Eigenschaften von Titanlegierungen, wie niedrige Wärmeleitfähigkeit, starke Kaltverfestigung, hohe Affinität zum Werkzeug und geringe plastische Verformung, sind die wesentlichen Gründe dafür, dass Titanlegierungen schwer zu bearbeiten sind. Sein Schnittindex beträgt nur 20 % des Schnittindex von leicht zerspanbarem Stahl.
Geringe Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen beträgt nur etwa 16 % von 45#-Stahl, die Verarbeitungswärme kann nicht rechtzeitig abgeleitet werden, was zu einer lokalen hohen Temperatur an der Schneidkante führt (die Temperatur der Verarbeitungsspitze ist mehr als 1-mal so hoch wie die von 45#-Stahl), was leicht verursacht werden kann Werkzeugdiffusionsverschleiß.
Ernsthafte Arbeitsverhärtung
Das Phänomen der Härtung bei der Bearbeitung von Titanlegierungen ist offensichtlich. Die Oberflächenhärtungsschicht ist im Vergleich zu rostfreiem Stahl schwerwiegend und führt zu einigen Schwierigkeiten bei der nachfolgenden Bearbeitung, beispielsweise nimmt die Beschädigung der Werkzeuggrenzen zu.
Hohe Affinität zu Schneidwerkzeugen. Starke Bindung mit titanhaltigem Hartmetall.
Kleine plastische Verformung
Etwa die Hälfte des Elastizitätsmoduls von 45-Stahl, daher ist die elastische Erholung groß und die Reibung stark. Außerdem ist das Werkstück anfällig für Spannverformungen.