Титан на ЧПУ: от сертификата плавки до протокола КММ
Титан дорог не сам по себе, а испорченной заготовкой: один неверный финишный проход списывает деталь, на которую уже ушли недели. Поэтому разговор начинаем не со станка, а с документа. Заготовка приходит с номером плавки и сертификатом по EN 10204 3.1, а уходит с ведомостью измерений на КММ и отчётом FAI. Тепло при резании титана почти не уходит в стружку, материал упрочняется прямо под резцом, поэтому режимы, острый инструмент с положительным передним углом и обильная СОЖ под давлением подбираются под каждую марку отдельно: Ti-6Al-4V (Grade 5, в российской маркировке ВТ-6), технически чистый Grade 2 (ВТ1-0), Grade 23 ELI для имплантатов и Grade 7 для кислот. Трёх-, четырёх- и пятиосевые центры плюс токарный участок работают в связке внутри одного завода в Китае, ответственные размеры держим до ±0,01 мм. Загрузите STEP вместе с 2D-чертежом и допусками: за сутки вернём смету, DFM-заключение по теплу и жёсткости и предложенный объём документации под вашу отрасль. Работаем по Инкотермс DAP и DDP, экспортную декларацию и сертификат происхождения готовим сами, условия оплаты фиксируем в договоре, а конструкторские файлы закрываем NDA до первого просмотра.
Бесплатная консультация24 ч
Смета
±0,01 мм
Точность
Китай
Площадка
1 шт.
Минимальный тираж
Материалы
| Марка | Свойства | Типичные области применения |
|---|---|---|
| Титан Grade 5 (Ti-6Al-4V) | Главный авиационный сплав: предел прочности 950 МПа при текучести 880 МПа, плотность 4,43 г/см³. Лучший в линейке запас прочности на единицу массы, биосовместим, не корродирует, в отечественной номенклатуре ему соответствует ВТ-6 | Силовые кронштейны планера, узлы крепления двигателя, детали турбин, гоночная подвеска, имплантаты |
| Титан Grade 2 (CP) | Технически чистый титан: прочность 344 МПа, зато предельная коррозионная стойкость, пластичность и свариваемость. Берут там, где важнее среда, а не пиковая нагрузка | Оборудование химпроизводства, теплообменники, судовой крепёж, корпуса медицинских приборов |
| Титан Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) | Ti-6Al-4V со сверхнизким содержанием внедрённых примесей: прочность 860 МПа, заметно выше трещиностойкость и чистота по кислороду и железу, чем у рядового Grade 5 | Хирургические имплантаты, ортопедические конструкции, ответственные авиационные узлы |
| Титан Grade 7 (Ti-0,15Pd) | Grade 2 с добавкой палладия: прочность 345 МПа и стойкость к восстановительным кислотам, где чистый титан уже пасует | Реакторы, работа с кислотами, трубки теплообменников, опреснительные установки |
Параметры процесса
| Параметр | Стандартный диапазон |
|---|---|
| Тип обработки | фрезерование на 3 и 4 осях, 5 осей, ЧПУ-точение, фрезерно-токарные центры |
| Допуск на ответственных элементах | от ±0,01 до ±0,02 мм с проверкой на КММ |
| Допуск рядовой | ±0,05 мм на остальных размерах |
| Шероховатость после станка | Ra 0,8–1,6 мкм |
| Шероховатость финишная | Ra 0,2–0,4 мкм за счёт чистовых проходов |
| Габарит при фрезеровании | до 800 × 500 × 400 мм на 3 осях, Ø600 × 400 мм на 5 осях |
| Габарит при точении | Ø300 × 600 мм |
| Наименьшая стенка | 0,5 мм алюминий, 0,8 мм сталь, 0,6 мм латунь как ориентиры по смежным заказам |
| Резьба | от M1,6 до M24, стандартные и специальные профили |
| Срок опытного образца | 3–5 рабочих суток |
| Срок серии | 7–20 рабочих суток в зависимости от тиража |
Отделка поверхности
Чистовая поверхность после станка
След инструмента без дополнительных операций, Ra 0,8–1,6 мкм. Годится для посадочных и внутренних поверхностей, это самый быстрый вариант сдачи.
Обдувка стеклянными шариками
Ровный матовый фон Ra 1,6–3,2 мкм скрадывает риски от фрезы и готовит металл под покрытие, вся партия выглядит одинаково.
Зеркальная и сатиновая полировка
Механический выход до Ra ≤ 0,1 мкм под зеркало либо Ra 0,4–0,8 мкм под сатин. Выбор для имплантатов, оптики и лицевых панелей.
Пассивация
Кислотная обработка снимает свободное железо и уплотняет природный оксидный слой, повышая коррозионную стойкость без изменения размера.
Анодирование оксидное и цветное
Электролитический рост оксида даёт декоративный оттенок и тонкий барьерный слой. В отличие от алюминия, толщина и палитра здесь ограничены процессом, оговариваем заранее.
Порошковая окраска
Полиэфирный или эпоксидный слой 60–120 мкм по RAL или Pantone, держит погоду и царапины.
Химическое никелирование и DLC
Ровное твёрдое покрытие HRC 48–55 либо алмазоподобный углерод защищают скользящие и уплотняющие пары от износа и заедания.
Проектирование с учётом технологичности (DFM)
- Загрузите STEP или IGES: за сутки пришлём бесплатное DFM-заключение по тепловому режиму, жёсткости и допускам
- Закладывайте жёсткость в конструкцию: титан упрочняется прямо под резцом, тонкие сечения пружинят и натирают инструмент
- Внутренние радиусы берите не менее полутора-двух радиусов фрезы, так угол меньше греется и инструмент не перегружается
- Попутное фрезерование и острый твёрдосплавный инструмент с положительным передним углом удерживают температуру резания
- Продумайте обильную подачу СОЖ под высоким давлением: титан плохо отводит тепло, и оно остаётся в зоне резания
- Сокращайте число установов за счёт 4- и 5-осевых стратегий, чтобы ответственные элементы снимались за одно закрепление
- Не назначайте жёсткие допуски на нефункциональные размеры, это прямой резерв по циклу и стоимости
- Сначала опытный образец: проверьте посадку и маршрут, прежде чем заказывать тираж и стальную оснастку
Оснастка и производственные мощности
| Тип | Срок поставки | Подходит для |
|---|---|---|
| ЧПУ-прототипирование | 3–5 суток | 1–100 шт., проверка посадок и функциональные испытания |
| Быстрая оснастка на алюминиевых приспособлениях | 2–3 недели | 100–1 000 шт., переходная партия с выделенным креплением |
| Серийная обработка на стальных приспособлениях | 4–6 недель | от 1 000 шт., длинный тираж с повторяемой наладкой |
Обеспечение качества
- При приёмке партии титана сверяем номер плавки с протоколом плавочного анализа: химия, предел прочности и твёрдость фиксируются до первого реза
- Отчёт FAI по первым серийным деталям с замерами на КММ уходит вместе с отгрузкой
- Контроль между переходами ловит увод размера на ранней операции, пока не испорчен весь тираж
- Профилометр подтверждает заданный Ra на финишных и имплантируемых поверхностях, значение заносится в ведомость
- Микрометры, штангенциркули, нутромеры и резьбовые калибры имеют действующие свидетельства о поверке
- На серийных партиях считаем индексы воспроизводимости Cpk по ответственным размерам
- Осмотр кромок и чистоты поверхности перед упаковкой, без внедрённой стружки и заусенцев
- В каждую отгрузку вкладываем размерный отчёт, распечатки КММ и записи по отделке
- SPC по ответственным размерам на протяжении тиража, массив измерений передаём по требованию
Применение
- Авиационные силовые узлы: кронштейны планера, крепления двигателей, корпуса приводов и ответственный крепёж
- Медицина: хирургический инструмент, компоненты имплантатов, ортопедические конструкции, корпуса диагностики
- Автоспорт: детали подвески, облегчённые кронштейны, нагруженные узлы, где считается каждый грамм
- Море и шельф: гребные валы, корпуса гидролокаторов, крепёж, стойкий к солёной воде
- Химическое производство: детали реакторов, теплообменные пластины, корпуса насосов для агрессивных сред
- Оборонные изделия: крепления оптики, элементы вооружения, фурнитура спецтехники
- Промышленность: высокопрочный крепёж, муфты, прецизионные тяги и шарниры
- Любые нестандартные детали, где решают одновременно прочность, масса и коррозионная стойкость
Почему выбирают FHY Precision
Режимы резания, подача СОЖ и геометрия инструмента настроены под наклёп и низкую теплопроводность титана, а не скопированы со стали
±0,01 мм на ответственных размерах с подтверждением на КММ разрешением 0,001 мм и статистическим контролем
Пять осей снимают поднутрения и составные углы за меньшее число установов, что держит истинное положение дорогих заготовок
Номер плавки проходит по всему маршруту: от сертификата EN 10204 3.1 до записи в отгрузочных документах
Опытный образец за 3–5 суток без оснастки, и только после проверки запускаем тираж на выделенных приспособлениях
Все переходы, от входного контроля титана до финишной пассивации и упаковки, остаются под нашим управлением
За сутки бесплатно разберём модель и письменно укажем, где убрать тепло, усилить стенку и снять лишний допуск
Собственный участок в Китае ведёт заказ напрямую, без торговых посредников, с фиксированной сметой и сроком
Часто задаваемые вопросы
1. Какие марки титана вы берёте в работу?
Постоянно в обороте четыре: Ti-6Al-4V (Grade 5, он же ВТ-6 в отечественной маркировке) как основной авиационный сплав, технически чистый Grade 2 (ВТ1-0) для агрессивных сред, Grade 23 ELI с пониженным содержанием примесей под имплантаты и Grade 7 с палладием для восстановительных кислот. По запросу поставим Grade 1, Grade 4 и Grade 9. На каждую партию заготовки есть сертификат плавки с химией и механическими свойствами.
2. Почему титан считается трудным материалом и что вы с этим делаете?
Он почти не отводит тепло из зоны резания и упрочняется прямо под резцом. Поэтому держим жёсткое закрепление, острый твёрдосплавный инструмент с положительным передним углом, попутное фрезерование, увеличенные радиусы в углах и обильную СОЖ под давлением. В итоге получаем предсказуемый ресурс инструмента, устойчивый размер и чистую поверхность даже на тонких стенках.
3. Какой допуск реально выдерживаете на титане?
Рядовые размеры идут по ±0,05 мм, на ответственных стабильно держим от ±0,01 до ±0,02 мм. Геометрические отклонения, то есть плоскостность, параллельность, перпендикулярность и соосность, удерживаем в пределах 0,02 мм. Критичные точки измеряем на КММ с разрешением 0,001 мм, по серийным заказам ведём индексы воспроизводимости.
4. Есть ли 5 осей для сложной авиационной геометрии?
Да, парк включает 4- и 5-осевые центры. Поднутрения, составные углы, фасонные поверхности и крыльчатковые формы снимаются за меньшее число переустановов, а значит выше точность взаимного расположения и ниже риск испортить дорогую заготовку. По модели предложим обоснованную схему крепления и число установов.
5. С какого тиража работаете?
С одной детали. Титан дорог, поэтому разумнее сначала прогнать посадки и функцию на опытном образце, чем сразу закупать партию заготовки. Далее тираж масштабируется до тысяч штук на выделенных приспособлениях, а экономика наладки раскладывается на весь объём.
6. Какие сроки по титану?
Опытные образцы занимают 3–5 рабочих суток, серийные партии, 7–20 рабочих суток в зависимости от тиража, сложности и отделки. Пятиосевые и тонкостенные работы ближе к верхней границе. Даты фиксируем письменно в коммерческом предложении и подтверждаем договором.
7. Какая отделка подходит титану?
Чаще всего сдаём поверхность после станка Ra 0,8–1,6 мкм, либо обдуваем шариками под ровный мат, либо полируем до зеркала Ra ≤ 0,1 мкм для имплантатов и видимых зон. Пассивация усиливает коррозионную стойкость, анодирование даёт декоративный оттенок, а химический никель или DLC закрывают вопросы износа на скользящих парах.
8. Возьмётесь по одному 2D-чертежу, без 3D-модели?
Да. Построим программу по PDF, DXF или DWG, а при наличии физического образца сделаем реверс-инжиниринг: отсканируем деталь на КММ и подготовим объёмную модель. Обмер образца оплачивается отдельно и затем зачитывается в счёт серийного заказа.
9. Как подтверждается происхождение и качество титана?
Заготовка приходит с сертификатом плавки по EN 10204 3.1, где расписаны химический состав, предел прочности, текучесть и твёрдость. На входе сверяем марку и номер плавки, документы передаём с отгрузкой. Для авиационных и медицинских программ дополняем пакет записями по партии и протоколами испытаний, при необходимости подключаем сторонний контроль SGS, Bureau Veritas или TÜV.
10. Подписываете NDA до передачи чертежей?
Да, это обязательный шаг до открытия любых конструкторских файлов. Работаем с аэрокосмической, оборонной, медицинской и электронной отраслями, доступ к чертежам ограничиваем проектной командой и не раскрываем изделия без письменного разрешения. Принимаем ваш шаблон соглашения либо предлагаем свой.
11. Как уходите на экспорт и кто оформляет таможню?
Небольшие партии до 30 кг отправляем экспрессом DHL, FedEx или UPS за 3–7 рабочих суток, крупные, авиа- или морем за 2–6 недель. Работаем по Инкотермс, в том числе DAP и DDP, экспортную декларацию и сертификат происхождения готовим сами. В комплект входят коммерческий инвойс и упаковочный лист, титан защищён антикоррозионной упаковкой на весь путь.
12. Из чего формируется смета на титановую деталь?
Смету определяют стоимость заготовки с конкретной плавкой, работа станка вместе с переналадкой, финишные операции и трудоёмкость приёмки. У титана подачи ниже, а инструмент меняется чаще, чем на алюминии, поэтому заметнее всего цену двигают сложность геометрии, толщина стенок и жёсткость допусков. Позиционный расчёт с условиями оплаты вернём за сутки: с ростом тиража разовая наладка распределяется на весь объём, отчего экономика опытного образца и серии различается.
13. Когда титан действительно оправдывает переплату относительно алюминия или стали?
Когда нужно именно сочетание, а не одно свойство: высокая прочность при малом весе плюс стойкость к солёной воде и химии. Это весокритичные узлы планера, морская и химическая среда, имплантаты и инструмент, длительная работа при температурах свыше 600 °F (около 315 °C). Если достаточно одного качества, обычно выигрывает заменитель: 7075-T6 по массе, сталь 316 по коррозии, сталь 4340 по прочности, и обходится это на 60–90 % дешевле. На этапе DFM честно скажем, если альтернатива закрывает вашу задачу.
14. Можно ли сваривать титан после механообработки?
Можно, способами TIG, лазером и электронным лучом, но правила жёсткие: инертный газ должен прикрывать и сварочную ванну, и обратную сторону, пока металл не остынет ниже примерно 500 °C, иначе горячий титан наберёт кислород и азот из воздуха и станет хрупким. Чистота важнее самой дуги: щётка, которой работали по стали, губит титановый шов. Если сборка предполагает сварку, подготовим кромки разделкой и согласуем работу с аттестованным сварочным партнёром.
15. Какой пакет документов запросить к титановой партии?
Разумный минимум, сертификат материала с привязкой к плавке и партии, ведомость измерений по вашему чертежу, распечатки КММ по критичным элементам, отчёт FAI для нового обозначения и записи по отделке. Для медицины и авиации добавим маршрутные карты с указанием инструмента и методов контроля. Объём документации фиксируем сразу в смете, чтобы к отгрузке не искать недостающий протокол.
16. Годится ли титан для имплантатов и хирургического инструмента?
Да: Ti-6Al-4V (Grade 5) и технически чистый Grade 2 давно применяются в имплантатах и инструменте, они биосовместимы, не корродируют в биологических средах и легки. Кроме марки важно состояние поверхности: отсутствие внедрённых частиц стружки, контролируемый Ra и документированная очистка. Берём компоненты инструментов и прототипы имплантатов, требования к подготовке и очистке обсуждаем при расчёте.