钛的切削加工性能属于中等偏上，与不锈钢相近。钛的切削加工性能与钛的基本物理、化学特性有关，主要存在下列特点。

1. 由于钛热导率小，刀尖处产生的摩擦热几乎全部集中在刀刃和刀具的前倾面上，刀尖温度高，易磨损，为黏结磨损；

2.由于弹性模量小，深切削时工件易挠曲变形，加工时需要安装防振架；

3.由于回弹大和材料的各向异性明显，会影响加工精度；

4.由于钛高温化学活性强，加工时易产生表面污染，从而使切屑变得较小，但获得表面粗糙度比钢要好；

5.由于钛表面氧化层和吸气层硬度高，刀具磨损严重，为机械磨损。

6.除了由于在切削温度下和空气中的氧、氮反应而形成硬而脆的表面硬化层外，还有刀具与钛材摩擦带来的表层硬化现象；

7.由于钛的切削力较低，切削加工不产生刀痕，所以能进行表面粗糙度较高的则加工；

根据上述特点，钛切削加工遵循下列的基本原则。

1. 切削速度要低，刃口温度受速度的影响较大，为防止温升过大，选用较低的切屑速度。通常钛的切削速度应比相同硬度钢的切削速度低25%~50%甚至更低

2. 进刀量要大 改变进刀量对刃口温升没有太大影的，采用大的进刀量，主要是避免刀具与表面硬化层摩擦。在选用大的切削量时，可采用负前角或切削刃有棱边的方式来延长刀具的寿命。

3. 充分使用切削液 切削时由于塑性变形以及刃口与切屑的摩擦，产生热量。因而充分使用切削液，能较快地带走热量、减少刃口与切屑的摩擦，还有冲刷切屑的作用。

4. 适时更换刀具 刀具要保持锋利，在适当的时候要及时更换刀具。

5. 在切削的过程中不能停止进刀 停止进刀若时间较长，由于钛与刀刃在高负荷下接触，钛表面引起加工硬化，促进与刀刃的黏附。

6. 刀具选择 采用硬质合金的刀头或高速钢刀具。采用大功率、刚性大的机械和工具。加工钛合金时，最适应的材料是钨钴类硬质合金，在相同的切削条件下，钨钴类硬质合金的耐用度比钨钛钴类高。粗车时，一般选用YG8、YW4；半精车和精车时选用YG3、YG6、YG6X效果较好；在断续切削中，可选用高钒高速钢(如W12Cr4V4Mo)和高钻高速钢(如W2Mo9Cr4V4Co8)。

一、钛的切削工艺参数

加工钛合金时，切削速度的选择主要考虑切削温度，因为高的切削温度将使钛合金从大气中吸收氧和氮造成工件表面硬脆，使刀具磨损剧烈。因此，在切削钛合金时，为使切削度合适，一般应选用较低的切削速度，因为切削速度对刀具的耐用性影响最大。试验表明，用 YG 硬质合金车刀切削 TC4钛合金时，为使切削温度合适，当取切削深度ap=lmm，进给量 f=0.1mm/r时，最佳切削速度V=60m/min。

进给量对刀具的耐用度影响最小，因此，在保证加工表面粗糙度的情况下，可选取较大的进给量，一般进给量取 f=0.1~0.3mm/r。特别指出的是，进给量不能给得太小，因为进给量太小，不仅使刀具在硬化层内切削，加剧刀具的损，而且极薄的切屑在高的切削度下会引起自燃，因而不允许进给量小于0.05mm/r。

切削深度对刀具耐用度的影响最小，因此一般可选取较大的切削深度。这样不仅可以遇免刀尖在硬化层内切削，减少刀具的磨损，而且还可增加切削刃工作长度，有利于散热，般切削深度取 1~5mm。

三、钛的常用切削加工

1.车削和镗削

用高速钢或碳化钨合金刀具对钛合金进行车削，可获得良好的切削性能。粗车时最好采用硬质合金刀具，同时要求刚性好的机床和夹具；高速钢刀具最适合于成形切削、车槽或切断。连续切削、车削时用易溶于水的润滑冷却液较好，如5%硝酸钠水溶液或1/20 可溶性油乳状水溶液均可获得很好的效果。

在钛的车削加工中，一般不进行干车削。所夹持的零部件在任何情况下都应调到最短，采用活顶头定位，以防工件弯曲。车削钛及钛合金时一定要用活顶尖，不能用死顶尖，因钛与死顶尖会发热、黏结，以至于顶尖孔扩大，偏斜而影响加工精度，甚至使工件报废

2.铣削

钛及钛合金件铣削加工为断续切削，从而使刀具承受冲击载荷；同时钛屑易黏结刀刃，铣刀容易崩刃或其他损伤，所以铣削比车削加工困难，成本较高。铣削加工可以加工平面、侧面台阶、沟槽、成形面及齿形等。

铣削分顺削、逆削和端面削。钛及钛合金的铣削，采用顺削。高速合金钢刀具具有更高的韧度和刚性，采用高速合金钢刀具比用硬质合金钢刀具更经济。铣刀直径小、齿数多，通常其刀齿的后角比普通铣刀大 30%---50%，如果崩刃，后角可取更小；前角一般为正前角，如加工困难，前角可减少至0°或负角。

铣削最宜使用水基切削液，添加方式为水雾状喷射，利于冷却。

3.刨削

钛及钛合金刨削加工比车削困难。适用于表面毛糙、余量大的大工件。刨削是半行程不连续加工，易崩刀。刀具材料最好选用YG8。当创削纯钛或较软的钛合金时，也可以考虑

用高速合金钢，其具体选择取决于装配刚度。

一般来讲，在使用冷却润滑液情况下，刀具若为高速钢，刨削工业纯钛和较软的钛合金时，切削速度为 11.7~12.2m/min，刨削较硬的钛合金时，切削速度选4.5m/min左右；为硬质合金钢刀具时，速度可选得大一些，而粗刨和精刨的速度通常相等。

横走刀速度与吃刀深度有关系。粗刨时，吃刀深度<6mm，横向走刀速度为1.5~2.2mm/(道·次)；精刨时吃刀深度较浅，一般为0.15~1mm，也有选0.075~0.375mm的，横向走刀速度为12.5~25mm/(道·次)。

4.钻削

对钛及钛合金的钻削加工比较困难，钻头一般用普通高速钢和硬质合金钢，采用118°或90°的双顶角为好，可以有效切断钛屑并易于排除钛屑。最好安装衬套，并尽可能缩短钻杆长度，来增加刚度。冷却润滑液推荐使用10%的亚硝酸钠水溶液或矿物油、硫化油等。

钛及钛合金钻削应遵循的原则为:

①采用较低的旋转速度，较大的进给量;

②采用短型并具有适合于钻削加工所需的夹具，钻具几何形状正确、锐利:

③采用合适的切削液。

钻孔的切削用量一般为：切削速度15~20m/min，进刀量0.1~0.2mm/r。当钻头直径 φ<7mm 时，进刀量也可以选择0.05~0.1mm/r。

5.磨削

磨削是使用砂轮(带)或其他磨具对钛表面进行的精加工，是确保产品达到设计标准的方法，也是去除表面缺陷的重要工序。钛及钛合金磨削时，钛有充填砂轮的倾向，因而给钛进一步的磨削带来了困难。同时在金属与砂轮的界面上产生了较高的温升，使研磨表面产生较高的残余应力，表面光洁度也不是很理想。采用以下办法可基本改善这些困难：选择合适的砂轮；采用较低的砂轮速度及进给速度；用缓冲剂或切削液冷却剂冷却。

磨削以后，应在 2%HF+10%HN0₃的水溶液中酸洗，以去除表面的污物。

6.铰削

钛及钛合金的铰屑相对不很困难，操作适合可以得到高精度表面。刀具采用硬质合金或硬度63-65HRC的高速钢。

最有效的冷却润滑液为80%硫化油+20%四氣化碳，此时对应的表面粗糙度最好；其次用40%硫化油+30%油酸+30%松节油，或使用硫化油；最差用5%乳化油的水溶液，

7. 切削螺纹

切削螺纹的方法包括：攻丝和车削。用丝锥对钛及钛合金进行内螺纹的切削较为困难；用车刀切削外螺纹及粗大的内螺纹比较容易。

①攻螺纹 用板牙切削外螺纹、丝锥切削内螺纹均比较困难，主要是出现粘连现象，甚至会使丝锥迅速崩裂。攻螺纹时，最好采用先攻螺纹的60%，然后再攻完其余部分的方法，同时注意随时排屑。建议在设计螺纹时，螺纹部分的设计长度小于直径的1.5倍。攻螺纹时采用较低的速度和有效的切削液可提高切削效果。攻螺纹的丝锥宜选用高速合金钢，用机床切削时推荐采用1~2m/min 的切削速度。丝锥折断后，建议用硝酸清洗，以消除铁的污染。

②车削 车削螺纹的刀具采用YG8或高速钢。用YG8时切削速度为15~25m/min，用高速合金钢时，切削速度为7~10m/min。车削时推荐使用标准乳化油润滑冷却。

广义的切削加工还应包括蚀削(化学、电化学蚀削)、喷砂与喷九、电火花加工等方法。