مادة سبائك التيتانيوم ذات قوة عالية وصلابة عالية وخصائص مادية منخفضة الكثافة، مثل سبائك التيتانيوم Ti-6Al-4V (يشار إليها باسم Ti-6-4) بقوة شد تبلغ 900 ميجا باسكال، وصلابة 250 ~ 375HB، كثافة 4.42 جم / سم 3، بحيث تم استخدام سبائك التيتانيوم كمكونات هيكلية كاملة بالإضافة إلى الطائرات العسكرية الحديثة على نطاق واسع في طائرات الركاب الكبيرة الحديثة وتكتسب أيضًا المزيد والمزيد من التطبيقات. وقد أظهر وزن سبائك التيتانيوم المستخدمة في هيكل الطائرة زيادة سريعة في نسبة الوزن الإجمالي، وبدأ يتجاوز المكونات الهيكلية الفولاذية. لذلك، أصبح تحقيق الأجزاء الهيكلية من سبائك التيتانيوم للتصنيع عالي الكفاءة هو المفتاح لإنتاج تصنيع الطائرات الكبيرة. ومع ذلك، بالمقارنة مع سبائك الألومنيوم، تعتبر سبائك التيتانيوم معدنًا صعب المعالجة للغاية، خاصة في الجوانب التالية:
قوة قطع معالجة سبائك التيتانيوم أعلى قليلاً من نفس صلابة الفولاذ، لكن الظاهرة الفيزيائية لمعالجة سبائك التيتانيوم أكثر تعقيدًا بكثير من معالجة الفولاذ، مما يجعل تصنيع سبائك التيتانيوم يواجه صعوبات كبيرة.
الموصلية الحرارية لمعظم سبائك التيتانيوم منخفضة جدًا، فقط 1/7 من الفولاذ و1/16 من الألومنيوم، لذلك، لن يتم نقل الحرارة المتولدة في عملية قطع سبائك التيتانيوم بسرعة إلى قطعة العمل أو إزالتها بواسطة الرقائق ، ولكن عند تجميعها في منطقة القطع، يمكن أن تصل درجة الحرارة الناتجة إلى 1,000 درجة أو أكثر، بحيث يتم تآكل حافة القطع للأداة بسرعة، مما يؤدي إلى التقطيع وتوليد أورام الرقائق، والظهور السريع من الشفرة البالية، ومنطقة القطع لتوليد المزيد من التآكل السريع لحافة القطع، وتنتج منطقة القطع المزيد من الحرارة، مما يؤدي إلى تقصير عمر الأداة.
كما أن درجات الحرارة المرتفعة المتولدة أثناء عملية القطع تدمر أيضًا سلامة سطح جزء سبائك التيتانيوم، مما يؤدي إلى انخفاض الدقة الهندسية للجزء وظهور ظواهر تصلب العمل التي تقلل بشدة من قوة الكلال.
قد تكون مرونة سبائك التيتانيوم مفيدة لأداء الأجزاء، ولكن التشوه المرن لقطعة الشغل أثناء عملية القطع هو سبب مهم للاهتزاز. يؤدي ضغط القطع إلى تحرك قطعة العمل "المرنة" بعيدًا عن الأداة والارتداد للخلف، مما يؤدي إلى مزيد من الاحتكاك بين الأداة وقطعة العمل مقارنة بالقطع. كما تولد عملية الاحتكاك حرارة، مما يؤدي إلى تفاقم مشكلة التوصيل الحراري الضعيف لسبائك التيتانيوم.
تتفاقم هذه المشكلة عند معالجة الأجزاء القابلة للتشوه مثل الأشكال ذات الجدران الرقيقة أو الحلقية. إن تصنيع الأجزاء ذات الجدران الرقيقة من سبائك التيتانيوم بدقة الأبعاد المطلوبة ليس بالمهمة السهلة. لأنه عندما يتم دفع مادة الشغل بعيدًا بواسطة الأداة، فإن التشوه المحلي للجدار الرقيق قد تجاوز النطاق المرن وينتج تشوهًا بلاستيكيًا، مما يزيد نقطة القطع لقوة المادة وصلابتها بشكل كبير. عند هذه النقطة، تصبح سرعة القطع المحددة أصلاً عالية جدًا، مما يؤدي إلى تآكل حاد للأداة.
