钛合金材料铣削加工
采用伊斯卡刀具为钛合金铣削加工带来竞争优势
采用伊斯卡刀具为钛合金铣削加工带来竞争优势前言钛金属材料具有出色的比强度和高耐腐蚀性能，这些优点使得钛合金成为了重要的工程材料，在许多要求高的领域得到了越来越多的应用。
使用钛材料制造的关键结构件，在确保所需的性能和可靠性的同时能显著减小结构件的质量，这点在航空航天工业表现尤为突出，因为这些优点正好可以提高航空器的整体性能以及燃油经济性。
钛的加工性钛材料属于难加工材料，因此在生产过程中需要权衡许多加工过程中可能会遇到的问题。
在金属加工行业中，“钛”材料通常不仅指纯钛材料，还包括钛合金材料。
根据冶金特性，依据所含元素不同可以将钛分为：商业纯钛（非合金）、α-钛合金、β-钛合金、α-β-钛合金，以及其它钛合金材料。
人们有时认为钛的切削性能与奥氏体不锈钢相似；不过这种说法仅适用于纯钛材料，并不适用于α-β-钛合金材料，尤其是β-钛合金材料。
可加工性评定在很大程度上取决于钛的类型及其热处理方法。
广泛应用的退火钛TiAl6V4的加工性能比退火不锈钢AISI 304的加工性能低35-40%左右。
但是，如果我们将退火钛TiAl6V4的加工性视为100％，那么让众多加工车间感到头痛的Ti5553（人们也称之为”TRIPLE 5”）的加工困难程度是退火钛TiAl6V4的两倍。
随着机床制造商们持续的技术创新和研发，钛材料的加工越来越高效。
现代化机床使得操作人员能采用更先进的加工策略和小余量、短接触加工方法。
但是，钛加工中的低切削速度严重抑制了机床高效率加工的潜能，同时也导致切削刀具成为整个技术生产系统中最薄弱的环节。
简而言之，切削刀具成为钛材料加工中的生产效率分水岭，因此，其也成为寻求彻底改善这一状况的主要优化对象。
由于钛的导热系数很低，切削时面对的主要问题就是产生的切削热。
导热性差导致相当大的热载荷直接传递到刀具的切削刃。
此外，由于钛的弹性模量小容易引发在切削过程中产生振动，从而影响加工表面的光洁度和精度，而类似问题在钢材加工中很少出现。
航天航空产品中钛合金的铣削加工技术
以 上 呈体 心 立 方 品格 结 构 ，称 为 卢钛 。利 用钛 的上 述 两 种 结构 的 不 同特 点 ，添 加 适 当 的 合金 元素 ，使 其 相 变温 度 及 相 分含 量 逐 渐改 变 而 得 到不 同组织 的 钛 合 金 。室 温 下 ，钛 合 金 有三 种 基 体组 织 ，钛合 金
三 、结语
在砂 轮 抛 光 机 设备 上 ，使 用 白刚 玉 、碳 化硅 砂 轮 和 磨料 进 行 钛 合金 叶 片 型面 的 连续 打 磨 抛 光时 ，
会 出现表 面 烧 蚀现 象 ，同 时伴 随 烧 伤现 象 产 生 ；在
磨抛 光不会 出现表面烧蚀 现象 ，但 会 出现烧 伤现 象 ；利用砂带抛光机设备进行钛合金叶片型面打磨
（ ） 钛合金 １
它 是 相 固 溶 体 组 成 的 单 相
合 金 ，不 论 是 在一 般 温 度 下还 是 在较 高 的 实 际应 用 温 度 下 ，均 是 相 ，组 织稳 定 ，耐 磨 性 高 于纯 钛 ， 抗 氧化 能 力 强 。在 ５０ ０ Ｃ的 温 度下 ，仍保 持 其 ０ ～６ ０
强度 和 抗蠕 变 性 能 ，但 不 能进 行 热 处理 强化 ，室温 强度 不高 。 （ ） 钛 合金 ２ 它是 相 固溶体 组 成 的单 相 合
过程 中容 易产生粘 刀、剥落 、咬合等现象 ，刀具 温度迅速升高 ，导致 刀具 磨损 ，甚至完全破坏 。
正 因为 钛 合 金具 有 比强 度 高 、耐 腐 蚀性 好 、耐 高 温 等优 点 ，从２ 世 纪 ５ 年 代开 始 ，钛 合 金 在航 空 ０ ０ 航 天领 域 中得 到 了迅 速 的 发展 。钛 合金 是 当 代飞 机 和 发动 机 的 主要 结 构 材料 之 一 ，可 以减 轻 飞机 的 重 量 ，提 高结 构 效率 。在 飞 机用 材 中钛 的 比例 ，客 机
钛合金的铣削加工技术
钛合金的铣削加工技术钛及钛合金因密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁、焊接性能好等优异综合性能，在航空航天等领域得到越来越广泛应用。
但是，钛合金的一些物理力学性能给切削加工带来了许多困难。
切削时钛合金变形系数小、刀尖应力大、切削温度高、化学活性高、粘结磨损及扩散磨损较突出、弹性恢复大、化学亲合性高等特点，因此在切削加工过程中容易产生粘刀、剥落、咬合等现象，刀具温度迅速升高，导致刀具磨损，甚至完全破坏。
正因为钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点，从20世纪50年代开始，钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。
钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一，可以减轻飞机的重量，提高结构效率。
在飞机用材中钛的比例，客机波音777为7%，运输机C-74为10.3%，战斗机F-4为8%。
但是由于钛合金价格高，耐磨性差等原因，限制了其使用领域。
近几十年以来，国内外针对航天航空应用所研究的钛合金等均取得了很大进步，许多合金也得到广泛应用。
本文针对航天航空产品中钛合金铣削加工技术进行论述，供同行们参考。
1. 钛合金简介钛是同素异构体，熔点为1 720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。
利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：（1）α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。
在500～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
（2）β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1 372～1 666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
（3）α +β钛合金它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。
铣削方式对钛合金TB6加工硬化影响研究
Ｓ ３ ０ Ｔ， 刀尖 圆弧半 径 为 Ｒ３ ～尺３ ． ２ ｍｍ。 ２ ） 试验 仪 器 。用 Ｆ Ｍ ８ Ｏ ０型 显 微 硬 度 计 测 量 显 微 硬度 ， 用 ＨＶＳ 一１ Ｏ ０ ０金 相 显 微 镜 获 取 金 相 组
织。 １ ． ３ 试 验 方 案
Ｏ ∞ ５ Ｏ ∞ ５ 弘 Ｏ 勰 ５ ”
加 的 塑性变 形层 ， 且 保 证 已加 工 表 面 与斜 切 面 之 间
的交 角不 出现 圆角 。用 显微 硬度计 在斜 切 面上逐 点
为 负值 ， 刀齿 在 过渡 表 面 上 挤 压 、 滑行 ， 刀 具 后 刀 面 对 已加 工面 的作 用力 增大 ， 塑性 变形 大 ， 使 试件 表 面
材 料
热 处 理
１ 试 验 条 件 与 方 案
１ ． １ 试 验 材 料
测量 显微 硬度 ， 直 到 出现基体 材 料 的硬 度 为止 ， 从 而
得 到显微 硬度 值及 硬化 层深 度 。
钛合 金 ＴＢ ６的化学 成 分 见 表 １ ， 其 室 温 下 的 力
学 性能 见表 ２ 。
一
点 １的表面 层显 微硬 度 最大 值 为 ３ ８ ７ ＨＶ０ ． ２ ， 硬 化
层 深度 为 １ ５ ｆ ｍ； 逆 铣 削 点 ２的表 面显 微 硬 度 和 硬 化 层深 度均 比顺 铣削 点 １大 。
Ｆ － ￣ ４顺铣 － 目 逆铣
次铣 削逆 铣 点 ２ 。
— — — — — — ‘
／ ＭＰ ａ
７ ３ ５
硬 度
断 裂 韧 度
Ｒｐ ｏ ２ ／ ＭＰ ａ Ｒ ／ ＭＰ ａ
１ ０ ０５ １ １ ０ ５
（ ＨＶＯ ． ２ ） Ｋ１ ｃ ／ ＭＰ ａ・
《钛合金Ti-6A1-4V修正本构模型在高速铣削中的应用研究》
《钛合金Ti-6A1-4V修正本构模型在高速铣削中的应用研究》篇一钛合金Ti-6Al-4V修正本构模型在高速铣削中的应用研究一、引言随着制造业的飞速发展，高速铣削技术已成为现代机械加工领域的重要技术之一。
钛合金Ti-6Al-4V（以下简称Ti-6-4合金）因其具有高强度、耐腐蚀和轻量化等特性，广泛应用于航空、医疗、船舶等众多领域。
然而，由于其材料加工过程中的特殊性质和工艺需求，本构模型作为连接材料物理特性和工艺参数之间的桥梁，显得尤为重要。
本研究致力于将修正后的本构模型应用于高速铣削过程中，以期优化加工性能和提高生产效率。
二、钛合金Ti-6Al-4V的物理特性及本构模型修正钛合金Ti-6Al-4V具有优异的力学性能和良好的加工性能。
然而，其加工过程中往往伴随着高硬度和低导热率等特性，使得传统本构模型难以准确描述其加工行为。
因此，本部分首先介绍了Ti-6-4合金的物理特性及其在高速铣削中的重要性。
随后，针对传统本构模型的不足，提出了修正本构模型的必要性，并详细阐述了修正本构模型的构建过程和关键参数的确定方法。
三、修正本构模型在高速铣削中的应用本部分首先分析了高速铣削过程中，修正本构模型如何通过优化工艺参数、预测切削力和温度变化等，以提高加工质量和生产效率。
在此基础上，我们利用实验手段，对比了应用修正本构模型前后的加工效果。
实验结果表明，应用修正本构模型后，切削力更为均匀，切削温度得到有效控制，从而提高了加工表面的质量和精度。
此外，我们还通过仿真模拟手段，进一步验证了修正本构模型在高速铣削过程中的有效性和优越性。
四、结果与讨论通过对实验结果和仿真数据的分析，我们发现修正后的本构模型在高速铣削过程中具有显著的优越性。
首先，它能够更准确地描述Ti-6-4合金的加工行为，为优化工艺参数提供了有力支持。
其次，通过预测切削力和温度变化，有效控制了加工过程中的热损伤和变形，提高了加工表面的质量和精度。
最后，通过仿真模拟手段，我们进一步验证了修正本构模型在提高生产效率方面的潜力。
钛合金切削参数
钛合金切削参数
钛合金是一种难以切割的金属材料，由于其化学成分稳定性和物理性能特点，几乎被
应用于所有先进制造领域。
钛合金制品具有韧性高、强度高、抗腐蚀性好、耐高温等优点，对于飞机、火箭、导弹等高性能产品的制造，使用钛合金是不可缺少的。
但由于钛合金的
特殊性质，切削加工工艺参数需要特别注意。
刀具选择
钛合金材料具有高韧性，所以要使用具有高硬度的刀具，例如PCD或CBN刀具。
这类
刀具具有抗磨损、高硬度、高耐热性和良好的刚性。
机床状态
因为钛合金是一种高硬度的材料，切削过程中的冷却液需足够充足，以保证切削润滑
效果。
同时也要让刀具和工件之间保持足够的接触，避免上述磨损给刀具造成损害。
切削速度
由于高韧性材料的需要，采用较低的切削速度，具体的切削速度应根据刀具材料、切
削液、切削用量及切削条件等来共同进行制定。
高速度钢刀具
切削速度Vc = 10 – 40m/min
深度a = 0.5 – 2.5mm
铣削及钻削常用的切削参数如下：
铣刀：
直钻：
Threading：
进给速度pf = 0.1-0.25mm/转。
钛合金切削加工特点
钛合金切削加工特点钛合金是一种具有优异性能的金属材料，它具有高强度、低密度、耐腐蚀等特点，因此在航空航天、汽车、医疗器械等领域得到广泛应用。
钛合金的切削加工是对钛合金进行材料去除的一种加工过程，其特点主要体现在以下几个方面。
钛合金的切削加工具有高难度和高要求。
钛合金具有高强度和低导热性，切削时会产生高温和剧烈的应力，容易导致刀具磨损、变形和断裂等问题。
因此，钛合金的切削加工需要使用高硬度、高温强度和耐磨损的刀具，并且需要进行合理的刀具选择、切削参数的确定和刀具寿命的控制。
钛合金的切削加工具有较大的切削力和切削温度。
由于钛合金的高强度和低导热性，切削时会产生较大的切削力，对加工设备和切削刀具的刚性和稳定性提出了较高的要求。
同时，由于切削过程中会产生大量的热量，容易导致刀具和工件的高温，甚至会引起工件表面的氧化和热裂纹等问题。
因此，钛合金的切削加工需要进行有效的冷却和润滑，以降低切削温度，减少切削力和切削热。
第三，钛合金的切削加工具有较大的切削液需求和环境污染问题。
由于钛合金的高强度和低导热性，切削时会产生大量的切屑和切削液，需要进行有效的切屑排除和切削液清洁。
同时，由于钛合金的切削液易挥发、易燃，容易对环境造成污染和安全隐患。
因此，在钛合金的切削加工过程中，需要采取有效的切削液控制和处理措施，以确保环境的安全和卫生。
钛合金的切削加工具有较高的加工成本和加工周期。
由于钛合金的高强度和低导热性，切削加工过程中需要使用高硬度和高性能的刀具，并且需要进行合理的刀具选择、切削参数的确定和刀具寿命的控制，这些都会增加加工成本。
同时，由于钛合金的切削加工具有高难度和高要求，加工周期较长，需要进行复杂的加工过程和多道工序，进一步增加了加工成本和加工周期。
钛合金的切削加工具有高难度和高要求、较大的切削力和切削温度、较大的切削液需求和环境污染问题，以及较高的加工成本和加工周期等特点。
钛合金的切削加工需要克服这些特点所带来的挑战，提高切削效率和加工质量，以满足对钛合金产品的需求。
钛合金材料的数控铣削加工技术研究
Ｆ ｅ 的１ ／ ５ ，ＡＩ 的１ ／ １ ４ ． 钛 合 金 的导 热 系数 更 低 ，一般
为钛 的５ ０ ％。
６ ） 弹 性模 量小 。钛 的弹 性模量 为 １ ０ ７ ８ ０ ０ ＭＰ ａ ，
约为钢 的１ ／ ２ 。
重 腔、１ ４ ０ 右 端 面减重 腔及 密封 槽 、 外 形斜 筋及 减重
腔。 为 了使 加工基 准 与工艺基 准 、 设计 基准 统一 。 把 加工基 准设定在１ ４ ０ 右 端面与￣ ７ ７ 圆柱的中心点上 。
综 上所 述 ，由于钛 合 金具 有 比重 小 、强 度 高 、 无磁 性 、耐腐 蚀 和高 温 的特 点 ，广 泛用 于船 舶 、航 空航 天 、精 密仪器 仪表 等领域 的核心零 件 。
力 大 ，容 易造 成崩 刃 。
４ ）易 产 生 表 面 加 工 硬 化 。 由 于 钛 的 化 学 活
性 大 ，易 与 各 种 气体 杂质 产 生 强 烈 的化 学 反应 ， 导 致 表 层 的硬 度 及脆 性 上 升 。在 高 温 时形 成氧 化 硬 层 ，造 成 表 层组 织 不 均 ，产 生 局 部 应 力 集 中 ， 降 低 了零 件 的疲 劳 强 度 。切 削 过程 中严 重 损 伤 刀 具 ，产生 缺 口、崩 刃 、剥落 等现象 。 ５ ）黏 刀 现 象 严重 。切 削 时 ，切 屑 及 被切 表 面
２ ）热稳 定 性好 ，高温 强 度高 。在 ３ ０ ０ ℃￣ ５ ０ ０ ￣ Ｃ
以下 ，它 的强 度约 比铝 合金 高十 倍 。
囝 圈
精 密 电 机 外 壳 光 学 镜 筒
３ ）抗 蚀性 好 。钛 合 金 在 潮 湿 大 气 和 海 水 介 质
TC4钛合金高速铣削加工切削参数及走刀路径优化
TC4 钛合金高速铳削加工切削参数及走刀路径优化时TC4鬲速聽耦加工的切刖力以矗表面用筋度诜行研究,其最终冃的都是为了在穂定切削条件卜.寞现髙速铳刖加工切刑擄数的优4匕耀小切削力，从而械小加丁喪略提高加T.表面质址「进而提高TC4tt合金薄壁摧架宰件的住产效率，本章基于高速铳削加工试躺■提出了1C4检合金鼎速铳削如L切削掺数的选择原则’采用粒了腊法对齊逵铁削加工TC4fc**的切削参数进荷了优化•对高速帙削抑工过程中知何选择走刀方式进行探讨.利用ANSYS软件预测鞠瓏框架的受力变形”4J TC4钛合金崙逮抚削加工切削参数的选择4JJ 切削逑度的选择理论上切削連度提高到一定程鷹会使切削溫席降低*但是实验证明，切削TC4钛合金时.过高的刖削速度会导致门卅过热r刀刃粘辭*同HL匾度持喷升高会导致钛告金工件衷画尺开裂或氧化”甚至会随切削层度的増加而一直槌贏到怫.邸删.阖此.对T<4 覆舍金进订高遼铳创加工时・切削連度不宜过高.很据高進切削H1工实验结果*用丈切削菖度不宜超过4Wm/m:n u4J2 径向切探的述择为避免刀尖在礎化展内切削*减小丿〕具带拟’可以遴用较大的切滦阿匚但由于钛合金宸含为好.较大的切课容畠在加工过程中产生粘JT烧刀、斯刀现彖.園此，对TC4钱合金进和高速立铳加工时.卷向切深不宜过大.根据高速切削加工实验结舉，ft 大径向切探不胃超过昇具直铉的1/J.4JJ进^swaff在ttftJJtllT的切削宴繁中迓给量对刀具的那」用厦夥响较小. 锻悄况下，利用立觇刀加工诙合金时，鮒托进绘联迎定在0丄心耐历殖序内n进绘董太大・导致切削駁大『影响刀具寿侖.每转进给童最好不要小r(W5inm仏进给量太小*则会使刀刃在锁化层内切削•［同捋减中刀具的便用寿命.尤其是在高遽切削时*懂就的钛含金炖屑容易在禹温洁况F燃烧熔化脂凝结在已加工表面.爭响加工质虽。
根据高速讷削恻匸妾验第果，每转进© KHd s T' 0,1mm/r»嚴大不宜翅过O.Smm/r.4」川其他鑒数的设置钛含金表哪谨就怎釣(Mmm,切別TC4越合金的桁加工余JR不能小干O.lmniP否则刀刃会在硬化层上进行切削，邀成刀具严取厮损。
钛合金加工工艺
钛合金加工工艺
钛合金是一种具有优异机械性能和抗腐蚀性能的新型材料，成为了航空、航天、船舶、生物医学等领域中非常重要的结构材料。
本文将介绍钛合金的加工工艺。
一、钛合金的切削加工
钛合金的切削加工是目前钛合金加工中最为常见的一种方法。
钛合金的加工难度主要在于它的高强度和难加工性。
钛合金在切削过程中，容易附着在刀具上，形成大量热量，导致刀具磨损严重。
因此，钛合金的切削必须选用硬质合金刀具，并注意掌握合理的加工速度和切削深度等参数。
二、钛合金的冲压加工
钛合金的冲压加工主要包括剪切、弯曲和深冲。
在冲压加工中，钛合金材料具有优异的塑性，因此冲压加工可以做出各种形状的钛合金部件。
在冲压钛合金时，要注意铣削过程中的火花可能引起钛合金粉尘爆炸的危险，因此需要在加工场地设置防爆设备。
三、钛合金的拉伸加工
钛合金的拉伸加工是指利用钛合金材料的塑性形变，来使得钛合金材料变为带有特定形状的工件。
拉伸加工时，必须选择适宜的冷加工方法，如冷挤压、镦锻、卷曲等。
此外，拉伸加工还需要配合热处理，以保证钛合金的性能优良。
四、钛合金的焊接加工
钛合金的焊接加工是比较困难的工艺。
常用的钛合金焊接方法包括手工气焊、手工电弧焊、氩弧焊、电子束焊、激光焊等。
应用不同的焊接方法可以获得不同的焊接质量。
在焊接加工过程中，应注意预加热以及所有焊接接头的准备和清洁。
综上所述，钛合金的加工工艺是比较复杂的。
在加工过程中需要注意掌握加工参数以及选择适合的加工工具。
同时，还需要设置防爆设备以及进行预加热和热处理等措施，以保证钛合金材料的加工质量和性能。
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钛合金材料铣削加工1钛合金材料的优势钛合金具有高强度、高断裂韧性以及良好的抗腐蚀性和可焊接性。
随着飞机机身越来越多地采用复合材料结构，钛基材料用于机身的比例也将日益增大，因为钛与复合材料的结合性能远远优于铝合金。
例如：与铝合金相比，钛合金可使机身结构的寿命提高60%。
钛合金极高的强度/密度比（达20∶1，即重量可减轻20%）为减轻大型构件的重量（这是对飞机设计师的主要挑战）提供了解决方案。
此外，钛合金固有的高耐蚀性（与钢材相比）可以节省飞机日常运行和维护保养的成本。
2需要更大加工能力由于比普通合金钢的加工更为困难，因此通常认为钛合金属于难加工材料。
典型钛合金的金属去除率仅为大多数普通钢或不锈钢的25%左右，因此加工一个钛合金工件需要花费的时间约为加工钢件的4倍。
为了满足航空制造业对钛合金加工日益增长的需求，制造商需要增加生产能力，因此需要更好地理解钛合金加工策略的有效性。
典型的钛合金工件的加工是从锻造开始的，直到80%的材料被去除而获得最终的工件外形。
随着航空零部件市场的快速增长，制造商们已经感到力不从心，加上因钛合金工件加工效率较低而增加的加工需求，导致钛合金加工能力明显处于紧张状态。
一些航空制造业的领军企业甚至公开质疑现有的机械加工能力能否完成全部新型钛合金工件的加工任务。
由于这些工件通常是由新型合金制成，因此需要改变加工方式和刀具材料。
3钛合金Ti-6Al-4V钛合金有三种不同的结构形式：α钛合金、α-β钛合金和β钛合金。
商用纯钛和α钛合金不能进行热处理，但通常具有良好的可焊接性；α-β钛合金可进行热处理，大多数也具有可焊接性；β和准β钛合金完全能进行热处理，且一般也具有可焊接性。
用于涡轮发动机和机身构件的大部分普通α-β钛合金为Ti-6Al-4V（Allvac Ti-6-4，简称Ti-6-4），本文用Ti-6-4代表ATI Allvac公司生产的钛合金，该公司是钛合金的主要供应商（最近与波音公司签订了一项25亿美元的钛合金长期供货合同）。
另外，与ATI Allvac公司合作开发加工解决方案的ATI Stellram公司也采用这些钛合金代号来描述加工要求。
Ti-6-4具有优异的强度、断裂韧性和抗疲劳综合性能，可制成各种产品形态。
退火态的Ti-6-4可广泛应用于结构件。
通过化学成分的微小变化以及不同的热机械处理工艺，用Ti-6-4可生产出各种不同用途的零部件。
4钛合金Ti-5Al-5V-5Mo-3CrTi-5Al-5V-5Mo-3Cr（简称Ti-5-5-5-3）是一种颇具市场影响力的新型钛合金。
与β钛合金和α-β钛合金相比，这种准β钛合金可以提供在要求更高抗张强度的飞机构件应用中所需的疲劳断裂韧性。
与传统钛合金（如Ti-6-4和Ti-10-2-3）相比，Ti-5-5-5-3具有的可锻造成复杂形状、热处理后最终抗张强度可达180ksi（每平方英寸数千磅）等性能使其成为制造飞机高级构件和起落装置最有前途的材料。
通过在β转变温度以下进行溶解热处理或在β转变温度以上进行退火处理，同时适当控制显微结构中的晶粒尺寸和沉淀，Ti-5-5-5-3可获得优异的机械性能。
β转变温度是合成物的特定温度，在此温度下合金从α-β显微结构转变为全β显微结构。
化学性能与微观结构的变化使钛合金可获得宽范围的性能组合，并因此在航空构件中获得广泛应用。
Ti-5-5-5-3的加工难度与Ti-6-4相比大约增加了30%，因此应用这种新型合金的零件制造商正致力于开发能够不缩短刀具寿命、不延长生产周期的相应的加工工艺。
加工钛合金时，材料硬度是一个关键因素。
如果硬度值太低（＜38HRC，钛合金会发粘，切削刃容易产生积屑瘤。
而硬度值较高（＞38HRC）的钛合金会对刀具材料产生磨蚀作用并使切削刃磨损。
因此，正确选择加工速度、进给量和切削刀具至关重要。
5对切削刀具的要求为了满足生产成本、加工质量和按期交货等方面的要求，新的工件材料和零件设计给航空零部件制造商增加了压力。
这些新材料的加工改变了对切削刀具的要求，提高金属去除率、刀具寿命、产品质量和可预期的刀具无破损寿命对于高效、安全的加工至关重要。
“难加工”是一个相对的概念，通过切削刀具与加工参数的正确组合，也能获得高效的生产率。
在加工航空级钛合金工件时，切削刀具制造商通过增加基体密度、设计特殊的刀具几何形状、采用精确的切削刃研磨技术以及开发新的涂层技术以控制刀—工界面产生的切削热等方法，大大提高了刀具的性能。
在铣削加工中，钛合金的一个重要特性就是热传导性极差。
由于钛合金材料的高强度和低热传导率，加工时会产生极高的切削热（如果不加控制可高达1200℃）。
热量不是随切屑排出或被工件吸收，而是聚集在切削刃上，如此高的热量将大大缩短刀具寿命。
采用特殊的加工技术，就有可能提高刀具性能与寿命（采用正确的加工技术控制温度，可将温度降低到250～300℃）。
6减少热量生成减小刀具与工件的径向和轴向接合可以控制切削热的产生。
对于钛合金而言，在因过热而产生积屑瘤之前，对速度、进给量、径向和轴向接合的调整期限很短。
为了达到适当的刀具寿命，加工钛合金只需最大15%的“接合弧长”，与之相比，加工普通钢材时接合弧长为50%～100%。
减少接触弧长可以提高切削速度，在不损失刀具寿命的前提下提高金属切除率。
采用切入角为45°的刀具或减薄切屑，可增加刀具切削刃与切屑的接触长度，从而减少局部高温，延长切削刃寿命，同时也允许采用更高的切削速度。
7刀片几何尺寸设计切削钛合金时，采用外周磨削刀片对于最大限度地减小切削压力以及与被加工表面的摩擦力至关重要。
刀片几何角度必须采用正角，但这还不足以确保获得最佳性能。
如果为了增强切削刃的第一部分而采用强度较高的小初始角，那么采用较大的次级角（以获得较大的正倒棱）对于增强刀片抗压性和延长刀具寿命是最佳的几何设计。
此外，轻微的钝化也有助于保护切削刃，但钝化尺寸必须与切削过程相协调并保持严格的公差。
加工钛合金时，需要利用锋利的切削刃剪切材料，但切削刃过于锋利容易导致崩刃而缩短刀具寿命。
适当的钝化可保护切削刃，避免过早崩刃。
正确的刀片几何参数可减小对刀具材料的应力和压力，使刀具获得更长的寿命和提高加工效率。
刀体和刀片的切削角必须是正角，以获得累进切削效应，并避免切削时对整个切削刃产生冲击而无法获得期望的剪切效果。
如果不这样做，工件结构可能会发生变形，使加工无法进行。
8凹腔铣削与螺旋插补铣削在进行凹腔铣削和螺旋插补铣削时，必须使用内冷却刀具，如果可能的话，应采用恒定压力的冷却液，这对于深凹腔或深孔加工尤其重要。
加工深凹腔时，采用带模块式切削头的高密度硬质合金加长刀具可以提高刚性和减小挠曲变形，获得最佳加工效果。
冷却液的功能是将切屑从切削区清除，避免可能造成刀具早期失效的二次切削。
同时，冷却液还有助于降低切削刃的温度，减少工件几何变形，延长刀具寿命。
用铣刀进行螺旋插补铣孔可减少刀库中其它刀具（如钻头等）的使用，采用一种直径的铣刀即可加工出不同尺寸的孔径。
随着钛合金在航空航天工业的应用不断增长，支持高效加工钛合金的切削技术也在不断发展。
由于对钛合金零件加工能力的大量需求，那些采用最有效加工技术的车间或制造商将首先受益。
9内部整合产生新的解决方案Allegheny Technologies公司是一家多领域制造商，旗下业务部门既包括金属冶炼又包括金属切削，这两个领域的结合使该公司在开发先进材料（如钛合金）加工新方法方面具有优势。
ATI Stellram公司是Allegheny Technologies旗下ATI Metalworking Products公司的一个业务部门，它负责对由ATI Allvac公司开发的所有新材料进行加工性能试验，以确定最佳的刀片设计、刀具几何结构、基体与涂层结构以及切削参数，使这些新材料在公开上市销售之前能对其进行经济有效地加工。
此外，作为Allvac的代表，Stellram是主要的航空制造企业和一流的航空机械零部件供应商，可以满足对工件材料和切削刀具两方面的共同需求。
对材料固有结构的全面认识使ATI Stellram公司在刀具基体独特配方的设计上具有优势，其成果之一是X-Grade技术，ATI Stellram称，该技术已被证明是加工难加工材料的一种可靠方案。
通过研究和开发X-Grade技术，产生了一种新的硬质合金牌号，它可在不稳定的加工条件下以极高的金属去除率有效切削难加工材料。
10X-Grade刀片技术（基体及涂层）X-Grade刀片采用了钌/钴合金基体，可以抵抗热裂纹的产生和扩展，并可获得较高的金属去除率。
该基体具有较强的晶体结合矩阵结构，从而改善了切削刃的韧性。
据ATI Stellram 称，该基体材料与新的刀具几何形状和涂层相结合，可为加工航空合金提供卓越的刀具组合。
采用X-Grade刀片可以实现：①金属去除率提高1倍；②刀具寿命增至3倍；③加工表面光洁度提高30%。
可供选用的X-Grade刀片包括3种牌号（X400、X500和X700），每一种刀片都是针对特定的难切削加工而设计的。
它们可采用标准的刀片型式，大多可安装在标准刀体的刀片槽内。
但ATI Stellram称，最佳方案是采用专门设计的刀具以优化X-Grade刀片的性能。
这些刀具的刀槽设计可实现最大限度的排屑、强化的槽型和最佳的冷却。
该系列的两种刀具包括：①7710VR防转钮扣铣刀：配圆刀片并带有防止刀片在大进给率切削时发生位移的专利锁紧转位系统；②7792VX高进给铣刀：与传统刀具相比，金属去除率可提高1倍。
除高进给表面铣削外，7792VX系列刀具还可用于铣凹腔、铣槽和插铣，由于切削力直接沿轴向传入主轴，因此可减小主轴摩擦，提高切削稳定性。
11航空钛合金零件加工案例研究以下是采用ATI Stellram刀具和X-Grade刀片加工航空钛合金零件的两个实例。
（1）加工实例1被加工零件：钛合金外覆盖件（军用）工件材料：Ti-6Al-4V（Allvac Ti-6-4合金）工件尺寸：110"×18"加工描述：采用配XDLT-D41可转位刀片的ATI Stellram 7792VX高进给铣刀进行加工，粗铣加工的刀具寿命达到156分钟。
铣刀：C7792VXD12-A3.00Z5R；刀槽数量：5刀片：XDLT120508ER-D41；牌号：X500（采用X-Grade技术设计）轴向切削深度ap：0.080"径向切削宽度ae：2.100"切削速度vc：131sfm每齿进给量fz：0.023ipt进给率：19.2ipm刀具寿命：156分钟/每次转位（每个刀片可转位4次）（2）加工实例2被加工零件：军用飞机的涡轮叶片（新应用）工件材料：全钛合金叶片尺寸：23.6"×11.8"加工描述：采用配防转圆刀片的ATI Stellram 7710VR铣刀加工螺旋桨叶片，粗铣加工的刀具寿命达到110分钟。