Като цяло, трудностите при обработката на титанови сплави могат да се дължат на следните четири основни причини, които работят заедно, за да доведат до кратък живот на инструмента, ниска ефективност на обработка и високи разходи:
Основна трудност 1: Лоша топлопроводимост - „Топлината не може да се разсее, причинявайки изгаряне на инструмента“
Описание на проблема: Топлинната проводимост на титановите сплави е много ниска, приблизително само 1/5 от тази на стоманата и 1/16 от тази на алуминия. Това означава, че голямото количество топлина, генерирано по време на процеса на рязане, не може бързо да се разсее през стружките или детайла.
Пряко следствие: До 80% от режещата топлина се натрупва върху тесния режещ ръб на инструмента, причинявайки изключително високи локални температури на върха (които могат лесно да надвишат 1000 градуса дори при по-ниски скорости на рязане). Високите температури бързо омекотяват материала на инструмента, което води до бързо износване и начупване. Това е основната причина, ограничаваща увеличаването на скоростта на рязане.
Основно предизвикателство 2: Висока химическа реактивност и афинитет - „Аххезия на инструмента, откъсване на материала на инструмента“
Описание на проблема: Титанът е силно реактивен химически при високи температури и лесно реагира с повечето материали за инструменти (особено кобалта в циментирания карбид), което води до „афинитет“.
Пряка последица: Това води до сериозно „натрупано{0}}износване на ръба“ и „дифузионно износване“. Разтопеният титан залепва за повърхността на инструмента като „лепило“ и под въздействието на стърготини, той откъсва материала на инструмента малко по малко. Това ограничава увеличаването на скоростта на рязане и причинява необичайна повреда на инструмента.
Основно предизвикателство 3: Висока якост при запазване на висока-температурна якост - „Твърд и издръжлив, с огромни сили на рязане“
Описание на проблема: Титановите сплави имат много високо съотношение-към-тегло. По-важното е, че те запазват много висока якост и твърдост при повишени температури (т.е. имат добра „високо-температурна якост“ или „термична якост“). При обработка на обикновена стомана топлината, генерирана в зоната на рязане, омекотява материала, което прави рязането по-лесно; въпреки това титановите сплави остават "здрави" дори при високи температури.
Пряка последица: Необходими са много големи сили на рязане, което изисква самият режещ инструмент да има изключително висока якост и издръжливост, в противен случай може да възникне начупване или счупване. Огромните сили на рязане също поставят високи изисквания към мощността на машината и твърдостта на технологичната система.
Основна трудност 4: Нисък модул на еластичност - „Деформация на инструмента, вибрации, трудно е да се осигури точност на обработка“
Описание на проблема: Титановите сплави имат относително нисък модул на еластичност, което означава, че са „по-меки“ и по-малко твърди.
Преки последици: Деформация на инструмента: Под действието на силите на рязане детайлът (особено тънкостенните части) е податлив на еластична деформация и изскача обратно след обработката, причинявайки действителната дълбочина на рязане да бъде по-малка от зададената стойност, което се отразява на точността на обработка и стабилността на размерите. Вибрации и трептене: Те лесно предизвикват вибрации при рязане, които не само засягат повърхността качество, но също така подлага инструмента на променлив стрес, което води до преждевременно начупване.
Повишено износване на фланга: Обработената повърхност създава силно триене с фланга на инструмента поради еластичното възстановяване, ускорявайки износването на фланга.
