How hard is Ti-6Al-4V to machine compared to steel?

Its machinability rating is about 20–25% of 1212 free-machining steel. Low thermal conductivity concentrates heat at the tool edge, the alloy reacts with tool materials, and its low modulus causes springback and chatter. Cycle times and tool costs are typically 3–5× those of a mild steel part.

What is the difference between Grade 5 and Grade 23 (ELI) titanium?

Same Ti-6Al-4V alloy, but Grade 23 limits oxygen to 0.13% and iron to 0.25%, which lowers yield slightly (795 vs 828 MPa) and improves fracture toughness and ductility. Grade 23 is specified for implants under ASTM F136 and for cryogenic parts.

What tolerances can you hold on grade 5 titanium machining?

±0.025 mm standard and ±0.005 mm on request for milled and turned features, ±0.003 mm on small Swiss-turned features, and ±0.01 mm profile on 5-axis contours. Rigid fixturing and staged finishing passes make this achievable in titanium.

Bearbeitung von Titan Grad 5 (Ti-6Al-4V)

Auch bekannt als Ti-6Al-4V · UNS R56400 · EN 3.7164

Die Bearbeitung von Titan Grad 5 verwandelt Ti-6Al-4V (UNS R56400) und dessen ELI-Variante in Luftfahrtbeschläge, Implantatkomponenten und Rennsportteile. DEK hält auf Anfrage ±0.005 mm nach AS9100D und ISO 13485 ein – ohne Mindestbestellmenge und mit Prototypen in 3–5 Tagen.

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Titanium bike bracket isolated on white background

UNS R56400
EN 3.7164 (3.7165)
ASTM B348 Gr 5
AMS 4928
JIS Class 60

895 MPa min.

Zugfestigkeit
828 MPa min.

Streckgrenze
10–14 %

Dehnung
33–36 HRC

Härte
4,43 g/cm³

Dichte

DEK-Fähigkeiten und Toleranzen für Grad 5

Toleranzen, Oberflächenveredelungen und Lieferzeiten, die DEK bei der CNC-Bearbeitung von Ti-6Al-4V einhält – vom 5-Achs-Fräsen bis zum Langdrehen und Drahterodieren.

Gefräste/gedrehte Merkmale
±0.025 mm
Standard
Enge Toleranz
±0.005 mm
auf Anfrage
Langgedrehte Merkmale
±0.003 mm
kleine Merkmale
5-Achs-Kontursteuerung
±0.01 mm
konturierte Teile
Bohrungen und Wellenpassungen
H7 / g6
typische Passungen
Oberflächengüte
Ra 0.8–1.6 µm
wie bearbeitet
Geschliffen oder poliert
Ra 0.2–0.4 µm
nach dem Schleifen
Lieferzeit für Prototypen
3–5 Tage
keine Mindestbestellmenge

Eigenschaften und gleichwertige Bezeichnungen von Ti-6Al-4V

Werkstoffdaten für Grad 5 (Ti-6Al-4V) im geglühten Zustand, mit Werten für Grad 23 (Ti-6Al-4V ELI) für Implantatanwendungen.

Mechanische Eigenschaften

Zugfestigkeit 895–1.000 MPa (895 min.)
Streckgrenze 828–930 MPa (828 min.)
Dehnung 10–14 %
Härte 33–36 HRC
Härte (Brinell) ca. 334 HB
Zerspanbarkeit (1212=100 %) ~20–25 %

Physikalisch & thermisch

Dichte 4,43 g/cm³
Elastizitätsmodul 114 GPa
Wärmeleitfähigkeit 6,7 W/m·K
Max. Einsatztemperatur 350–400 °C

Chemische Zusammensetzung

Aluminium (Al) 5,5–6,75 %
Vanadium (V) 3,5–4,5 %
Eisen (Fe) ≤0,30 %
Sauerstoff (O) ≤0,20 %
Titan (Ti) Rest

Grad 23 (Ti-6Al-4V ELI)

Bezeichnungen UNS R56401
Normen ASTM F136 / AMS 4930
Sauerstoff / Eisen ≤0,13 % O, ≤0,25 % Fe
Zugfestigkeit 860 MPa min.
Streckgrenze 795 MPa min.
Dehnung 10–15 %
Härte 32–35 HRC

Warum die Bearbeitung von Ti 6Al 4V anspruchsvoll ist

Wie sich Grad 5 an der Spindel verhält: Hitze an der Schneide, reaktive Späne und Rückfederung – und mit welchen Aufspannungen DEK diese beherrscht.

Bei 6,7 W/m·K leitet Titan Wärme etwa siebenmal schlechter als Stahl, sodass sich die Schnittwärme an der Werkzeugschneide konzentriert, wo Temperaturen über 1.000 °C entstehen und Hartmetall erweicht. Heißes Titan reagiert zudem mit Werkzeugwerkstoffen und verschweißt den Span mit der Schneide.

Mit einem Elastizitätsmodul von 114 GPa federt es etwa doppelt so stark wie Stahl zurück und weicht hinter dem Werkzeug aus. Steife Aufspannungen auf 5-Achs-Maschinen sind keine Option, sondern Pflicht.

40–80 m/min beim Hartmetall-Schruppen, Hochdruck-Kühlmittelzufuhr durch das Werkzeug
Scharfes feinkörniges Hartmetall, nach festem Verschleißplan gewechselt; ein Werkzeug verweilt nie im Schnitt
Kurzer Überhang, vollflächige Spannung, Gleichlauffräsen, konstante Eingriffsbedingungen
Dünne Wände im Wechsel von Durchgängen geschnitten, mit 0,2–0,3 mm Aufmaß für den Schlichtschnitt

Schnittgeschwindigkeit
40–80 m/min
Hartmetall-Schruppen
Zerspanbarkeit
~20–25 %
gegenüber Stahl 1212 = 100 %
Wärmeleitfähigkeit
6,7 W/m·K
Wärme bleibt an der Schneide
Schneidentemperatur
über 1.000 °C
Hartmetall erweicht
Schlichtaufmaß
0,2–0,3 mm
Dünne Wände, beidseitig
Zykluszeit und Werkzeuge
3–5×
im Vergleich zu einem Bauteil aus Baustahl

Typische bearbeitete Bauteile aus Titan Grade 5

Ti-6Al-4V-Bauteile fertigt DEK für Aerospace-, Medizin- und Motorsport-Anwendungen, bei denen Last oder Hitze Aluminium ausschließen.

Aerospace-Anschlussstücke

Motorhalterungen, Fahrwerksanschlüsse und Rumpfhalterungen, die heißer laufen oder mehr Last tragen als Aluminium zulässt.
Aktuatoren und Befestigungselemente

Aktuatorkomponenten und Befestigungselemente, gefertigt nach AS9100D mit vollständiger Rückverfolgbarkeit, FAI-Berichten und CMM-Daten.
Orthopädische Implantate

Orthopädische Implantate und Wirbelkörperkäfige aus Grade 5 ELI nach ISO 13485, mit Chargenrückverfolgbarkeit vom Stangenzeugnis bis zum Bauteil.
Knochenschrauben, Abutments

Knochenschrauben, Dental-Abutments und Stifte bis hinunter zu 1 mm auf CNC- und Langdrehmaschinen, in Grade 5 ELI für Implantate.
Chirurgische Instrumente

Chirurgische Instrumente aus Grade 5 ELI, gekennzeichnet durch farbiges Titan-Anodisieren und nach ISO 13485-Anforderungen gefertigt.
Motorsport-Teile

Rennsportteile aus Ti-6Al-4V, einer Alpha-Beta-Legierung, gewählt für ihre Festigkeit bei einer Dichte von 4,43 g/cm³.
Drohnen und Robotik

Teile für Drohnen und Robotik sind reguläre Grade-5-Arbeit, gefertigt auf 3-, 4- und 5-Achs-Fräsmaschinen ohne Mindestbestellmenge.
Marine-Komponenten

Marine-Teile aus Grade 5, wo strukturelle oder Ermüdungslast kommerziell reines Titan ausschließt.

Wann Sie Grade 5 statt Grade 2 Titan wählen

Grade 5 gegenüber Grade 2 Titan bedeutet Festigkeit gegen Umformbarkeit und Kosten: Wählen Sie Grade 5 immer dann, wenn das Bauteil strukturelle oder Ermüdungslast trägt, und ELI für Implantate und kryogene Anwendungen.

Kriterium	Diese GüteGrade 5	Grade 23 ELI	Grade 2	Grade 1
Typ	Alpha-Beta	ELI-Legierung	Reines Ti	Reines Ti
Zugfestigkeit	895 MPa min.	860 MPa min.	345 MPa	Weicher
Streckgrenze	828 MPa min.	795 MPa min.	–	–
Zerspanbarkeit	~20–25 %	~20–25 %	~25–30 %	–
Umformbarkeit	Geringer	Besser	Einfacher	Maximum
Typische Verwendung	Strukturell	Implantate	Chemisch	Umformen

Wärmebehandlung und Oberflächenveredelung

Bei Grade 5 dienen Oberflächenveredelungen der Kennzeichnung und der Ermüdungsfestigkeit statt dem Korrosionsschutz; alle werden an Bauteilen angewendet, die DEK fertigt.

Angebot für die Grade-5-Titan-Bearbeitung anfordern

Senden Sie eine STEP-, IGES- oder PDF-Zeichnung mit Güte (5 oder 23 ELI), Zustand, Toleranzen und Oberfläche. Ein Ingenieur prüft dünne Wände und Gewinde und kalkuliert innerhalb von 6 Stunden.

Angebot anfordern Alle Titan-Güten

Grade 5 titanium implant screw and abutment on dark table

Ti-6Al-4V-CNC-Bearbeitung bei DEK

Grade 5 ist eine Alpha-Beta-Legierung: Aluminium stabilisiert Alpha für Festigkeit und Kriechbeständigkeit, Vanadium stabilisiert Beta für die Verarbeitbarkeit. Sie macht etwa die Hälfte des weltweit verwendeten Titans aus.

Warum DEK für die Titan-6-4-Bearbeitung

AS9100D, ISO 13485 und ISO 9001:2015 zertifiziert durch TÜV; Grade 5 ist wöchentliche Serienarbeit, kein Gelegenheitsauftrag
Spektrometer-Prüfung jeder Grade-5- und ELI-Charge; CMM-Messung mit IQC-, IPQC-, FAI- und OQC-Stufen
Von Ingenieuren geprüfte Angebote innerhalb von 6 Stunden, die reale Titan-Zykluszeiten und Werkzeuge kalkulieren
keine Mindestbestellmenge; Prototypen in 3–5 Tagen, weltweiter Versand in 3–7 Tagen

Titan durchläuft denselben CNC-Bearbeitungsservice Workflow wie jede DEK-Bestellung.

Bearbeitungswege und Wärmebehandlung

Die meisten Teile aus Grade 5 werden im mill-annealed Zustand bearbeitet. Die Wärmebehandlung erfolgt vor der Fertigbearbeitung, da die an Luft entstehende Alpha-Case spröde ist und entfernt werden muss.

Drahterodieren für dünne Schlitze und Profile, die unter einem Fräser ausweichen würden; Neubildungsschicht wird entfernt, wo Ermüdung eine Rolle spielt
Gewindefräsen (oberhalb M6 dem Gewindeschneiden vorzuziehen), Tiefbohren, Rund- und Flachschleifen
3- und 4-Achs-Fräsen für Platten und Gehäuse bis etwa 1000 mm

Rohmaterial

CNC-bearbeitet

Fertige Teile
Rohmaterial

CNC-bearbeitet

Fertige Teile

Häufig gestellte Fragen

Häufige Fragen zu Titan Grade 5 und Grade 23 von Konstruktions- und Einkaufsteams.

Wie schwer lässt sich Ti-6Al-4V im Vergleich zu Stahl bearbeiten?

Die Zerspanbarkeit liegt bei etwa 20–25 % der von 1212 Automatenstahl. Die geringe Wärmeleitfähigkeit konzentriert die Wärme an der Werkzeugschneide, die Legierung reagiert mit Werkzeugwerkstoffen, und der niedrige E-Modul verursacht Rückfederung und Rattern. Zykluszeiten und Werkzeugkosten liegen typischerweise beim 3- bis 5-Fachen eines Bauteils aus Baustahl.

Was ist der Unterschied zwischen Titan Grade 5 und Grade 23 (ELI)?

Gleiche Ti-6Al-4V-Legierung, jedoch begrenzt Grade 23 den Sauerstoff auf 0,13 % und das Eisen auf 0,25 %, was die Streckgrenze leicht senkt (795 statt 828 MPa) und die Bruchzähigkeit sowie Duktilität verbessert. Grade 23 wird für Implantate nach ASTM F136 und für kryogene Teile spezifiziert.

Welche Toleranzen können Sie bei der Bearbeitung von Titan Grade 5 halten?

±0.025 mm standardmäßig und ±0.005 mm auf Anfrage für gefräste und gedrehte Merkmale, ±0.003 mm bei kleinen langgedrehten Merkmalen und ±0.01 mm Profil bei 5-Achs-Konturen. Starre Aufspannung und gestufte Schlichtdurchgänge machen dies in Titan erreichbar.

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