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.

Mecanizado de titanio grado 5 (Ti-6Al-4V)

También conocido como Ti-6Al-4V · UNS R56400 · EN 3.7164

El mecanizado de titanio grado 5 convierte el Ti-6Al-4V (UNS R56400) y su variante ELI en accesorios aeroespaciales, componentes para implantes y piezas de competición. DEK mantiene ±0.005 mm bajo pedido conforme a AS9100D e ISO 13485, sin pedido mínimo y con prototipos en 3–5 días.

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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 mín.

Resistencia a la tracción
828 MPa mín.

Límite elástico
10–14%

Alargamiento
33–36 HRC

Dureza
4,43 g/cm³

Densidad

Capacidades y tolerancias de DEK en grado 5

Tolerancias, acabados y plazos de entrega que DEK mantiene en el mecanizado CNC de Ti-6Al-4V, desde el fresado de 5 ejes hasta el torneado tipo suizo y la electroerosión por hilo.

Elementos fresados/torneados
±0.025 mm
estándar
Tolerancia ajustada
±0.005 mm
bajo pedido
Elementos de torneado tipo suizo
±0.003 mm
elementos pequeños
Control de perfiles de 5 ejes
±0.01 mm
piezas con contornos
Taladros y ajustes de eje
H7 / g6
ajustes típicos
Acabado superficial
Ra 0.8–1.6 µm
tal como se mecaniza
Rectificado o pulido
Ra 0.2–0.4 µm
tras rectificado
Plazo de entrega de prototipos
3–5 días
sin pedido mínimo

Propiedades y designaciones equivalentes del Ti-6Al-4V

Datos de propiedades del grado 5 (Ti-6Al-4V) en estado recocido, con valores del grado 23 (Ti-6Al-4V ELI) para trabajos de implantes.

Propiedades mecánicas

Resistencia a la tracción 895–1.000 MPa (895 mín.)
Límite elástico 828–930 MPa (828 mín.)
Alargamiento 10–14%
Dureza 33–36 HRC
Dureza (Brinell) aprox. 334 HB
Maquinabilidad (1212=100%) ~20–25%

Físicas y térmicas

Densidad 4,43 g/cm³
Módulo 114 GPa
Conductividad térmica 6,7 W/m·K
Temperatura máxima de servicio 350–400 °C

Composición química

Aluminio (Al) 5,5–6,75%
Vanadio (V) 3,5–4,5%
Hierro (Fe) ≤0,30%
Oxígeno (O) ≤0,20%
Titanio (Ti) resto

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

Designaciones UNS R56401
Normas ASTM F136 / AMS 4930
Oxígeno / Hierro ≤0,13% O, ≤0,25% Fe
Resistencia a la tracción 860 MPa mín.
Límite elástico 795 MPa mín.
Alargamiento 10–15%
Dureza 32–35 HRC

Por qué es difícil el mecanizado del Ti 6Al 4V

Cómo se comporta el grado 5 en el husillo: calor en el filo, virutas reactivas y retroceso elástico, y los montajes que DEK utiliza para controlarlos.

Con 6,7 W/m·K, el titanio conduce el calor aproximadamente una séptima parte de lo que lo hace el acero, por lo que el calor de corte se concentra en el filo de la herramienta, donde las temperaturas superan los 1.000 °C y el carburo se reblandece. El titanio caliente también reacciona con los materiales de la herramienta, soldando la viruta al filo.

Con un módulo de 114 GPa, se deforma aproximadamente el doble que el acero y retrocede tras la herramienta. Los montajes rígidos en máquinas de 5 ejes no son opcionales.

40–80 m/min para desbaste con carburo, refrigerante de alta presión a través de la herramienta
Carburo de grano fino afilado, sustituido según un plan de desgaste fijo; la herramienta nunca permanece sin avanzar
Voladizo corto, fijación de contacto total, fresado en concordancia, compromiso constante
Paredes delgadas cortadas en pasadas alternas, dejando 0,2–0,3 mm para una pasada de acabado

Velocidad de corte
40–80 m/min
Desbaste con carburo
Maquinabilidad
~20–25%
frente a acero 1212 = 100%
Conductividad térmica
6,7 W/m·K
El calor permanece en el filo
Temperatura del filo
más de 1.000 °C
El carburo se reblandece
Sobremetal de acabado
0,2–0,3 mm
Paredes delgadas, ambos lados
Tiempo de ciclo y utillaje
3–5×
frente a una pieza de acero dulce

Piezas típicas mecanizadas en titanio Grado 5

Piezas de Ti-6Al-4V que DEK mecaniza para aplicaciones aeroespaciales, médicas y de competición, donde la carga o el calor descartan el aluminio.

Racores aeroespaciales

Soportes de motor, herrajes de tren de aterrizaje y escuadras de fuselaje que trabajan a mayor temperatura o soportan más carga de la que permite el aluminio.
Actuadores y fijaciones

Componentes de actuadores y fijaciones mecanizados bajo AS9100D con trazabilidad completa, informes FAI y datos de CMM.
Implantes ortopédicos

Implantes ortopédicos y cajas espinales en Grado 5 ELI bajo ISO 13485, con trazabilidad de lote desde el certificado de barra hasta la pieza.
Tornillos óseos y pilares

Tornillos óseos, pilares dentales y pasadores de hasta 1 mm en tornos CNC y tipo suizo, en Grado 5 ELI para implantes.
Instrumental quirúrgico

Instrumental quirúrgico en Grado 5 ELI, identificado mediante anodizado de titanio en color y acabado según los requisitos de ISO 13485.
Piezas de competición

Piezas de competición en Ti-6Al-4V, una aleación alfa-beta elegida por su resistencia con una densidad de 4,43 g/cm³.
Drones y robótica

Las piezas para drones y robótica son trabajo habitual en Grado 5, mecanizadas en fresadoras de 3, 4 y 5 ejes sin pedido mínimo.
Componentes marinos

Piezas marinas en Grado 5 cuando la carga estructural o de fatiga descarta el titanio comercialmente puro.

Cuándo elegir titanio Grado 5 frente a Grado 2

Titanio Grado 5 frente a Grado 2 es resistencia frente a conformabilidad y coste: elija Grado 5 siempre que la pieza soporte carga estructural o de fatiga, y ELI para implantes y servicio criogénico.

Criterio	Este gradoGrado 5	Grado 23 ELI	Grado 2	Grado 1
Tipo	Alfa-beta	Aleación ELI	Ti puro	Ti puro
Resistencia a la tracción	895 MPa mín.	860 MPa mín.	345 MPa	Más blando
Límite elástico	828 MPa mín.	795 MPa mín.	–	–
Maquinabilidad	~20–25%	~20–25%	~25–30 %	–
Conformabilidad	Menor	Mejor	Más fácil	Máximo
Uso típico	Estructural	Implantes	Química	Conformado

Tratamiento térmico y acabado superficial

En el Grado 5, los acabados sirven para identificación y fatiga más que para corrosión; todos se aplican a piezas que DEK mecaniza.

Solicitar presupuesto de mecanizado de titanio Grado 5

Envíe un plano STEP, IGES o PDF con el grado (5 o 23 ELI), el estado, las tolerancias y el acabado. Un ingeniero revisa las paredes finas y las roscas y presupuesta en 6 horas.

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Grade 5 titanium implant screw and abutment on dark table

Mecanizado CNC de Ti-6Al-4V en DEK

El Grado 5 es una aleación alfa-beta: el aluminio estabiliza la fase alfa para aportar resistencia y resistencia a la fluencia, y el vanadio estabiliza la fase beta para mejorar la trabajabilidad. Representa aproximadamente la mitad de todo el titanio utilizado en el mundo.

Por qué elegir DEK para el mecanizado de titanio 6-4

Certificación AS9100D, ISO 13485 e ISO 9001:2015 por TÜV; el Grado 5 es trabajo de producción semanal, no un encargo ocasional
Verificación por espectrómetro de cada lote de Grado 5 y ELI; inspección por CMM con etapas IQC, IPQC, FAI y OQC
Presupuestos revisados por ingenieros en 6 horas que valoran el tiempo de ciclo y el utillaje reales del titanio
Sin pedido mínimo; prototipos en 3–5 días y envío a todo el mundo en 3–7 días

El titanio sigue el mismo servicios de mecanizado CNC flujo de trabajo que cualquier pedido de DEK.

Rutas de mecanizado y tratamiento térmico

La mayoría de las piezas de grado 5 se mecanizan en estado laminado y recocido. El tratamiento térmico se realiza antes del mecanizado de acabado porque la capa alfa que se forma en aire es frágil y debe eliminarse.

Electroerosión por hilo para ranuras y perfiles delgados que se deformarían bajo una herramienta de corte, con la capa refundida eliminada donde la fatiga es crítica
Fresado de roscas (preferible al roscado por macho por encima de M6), taladrado de agujeros profundos, rectificado cilíndrico y plano
Fresado de 3 y 4 ejes para placas y carcasas de hasta unos 1000 mm

Material en bruto

Mecanizado CNC

Piezas terminadas
Material en bruto

Mecanizado CNC

Piezas terminadas

Preguntas frecuentes

Preguntas habituales sobre el titanio grado 5 y grado 23 de equipos de ingeniería y compras.

¿Qué dificultad tiene mecanizar Ti-6Al-4V en comparación con el acero?

Su índice de mecanizabilidad es de aproximadamente el 20–25% del acero de fácil mecanización 1212. La baja conductividad térmica concentra el calor en el filo de la herramienta, la aleación reacciona con los materiales de la herramienta y su bajo módulo provoca retroceso elástico y vibraciones. Los tiempos de ciclo y los costes de herramienta suelen ser de 3 a 5 veces los de una pieza de acero dulce.

¿Cuál es la diferencia entre el titanio grado 5 y el grado 23 (ELI)?

Es la misma aleación Ti-6Al-4V, pero el grado 23 limita el oxígeno al 0,13% y el hierro al 0,25%, lo que reduce ligeramente el límite elástico (795 frente a 828 MPa) y mejora la tenacidad a la fractura y la ductilidad. El grado 23 se especifica para implantes según ASTM F136 y para piezas criogénicas.

¿Qué tolerancias pueden mantener en el mecanizado de titanio grado 5?

±0.025 mm de serie y ±0.005 mm bajo petición para elementos fresados y torneados, ±0.003 mm en pequeños elementos de torneado tipo suizo y ±0.01 mm de perfil en contornos de 5 ejes. Una fijación rígida y pasadas de acabado por etapas hacen que esto sea alcanzable en titanio.

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