באופן כללי, ניתן לייחס את הקשיים בעיבוד סגסוגות טיטניום לארבע סיבות הליבה הבאות, הפועלות יחד כדי להביא לחיי כלים קצרים, יעילות עיבוד נמוכה ועלויות גבוהות:
קושי ליבה 1: מוליכות תרמית ירודה - 'חום לא יכול להתפזר, מה שגורם לכלי להישרף'
תיאור הבעיה: המוליכות התרמית של סגסוגות טיטניום נמוכה מאוד, בערך רק 1/5 מזו של פלדה ו-1/16 של אלומיניום. המשמעות היא שלא ניתן לפזר במהירות את כמות החום הגדולה שנוצרת בתהליך החיתוך דרך השבבים או חומר העבודה.
תוצאה ישירה: עד 80% מחום החיתוך מצטבר על קצה החיתוך הצר של הכלי, מה שגורם לטמפרטורות מקומיות גבוהות במיוחד בקצה (שיכולות בקלות לעלות על 1000 מעלות אפילו במהירויות חיתוך נמוכות יותר). טמפרטורות גבוהות מרככות במהירות את חומר הכלי, מה שמוביל לבלאי מהיר ושבבים. זו הסיבה העיקרית להגבלת העלייה במהירות החיתוך.
אתגר ליבה 2: תגובתיות כימית גבוהה וזיקה - 'הדבקת כלי, קריעת חומר כלי'
תיאור הבעיה: טיטניום הוא מאוד תגובתי מבחינה כימית בטמפרטורות גבוהות ומגיב בקלות עם רוב חומרי הכלים (במיוחד הקובלט שבקרביד צמנט), וכתוצאה מכך 'זיקה'.
תוצאה ישירה: הדבר מוביל ל'בלאי-בנוי בקצה' ו'בלאי דיפוזיה' חמור. טיטניום מותך נדבק למשטח הכלי כמו 'דבק', ומתחת לצחצוח שבבים, הוא קורע את חומר הכלי טיפין טיפין. זה מגביל את עליית מהירות החיתוך וגורם לכשל חריג בכלי.
אתגר ליבה 3: חוזק גבוה תוך שמירה על חוזק-טמפרטורות גבוהות - "קשה וקשיח, עם כוחות חיתוך עצומים"
תיאור בעיה: לסגסוגות טיטניום יש יחס חוזק-ל-גבוה מאוד. חשוב מכך, הם שומרים על חוזק וקשיות גבוהים מאוד בטמפרטורות גבוהות (כלומר, יש להם חוזק "גבוה- בטמפרטורה" או "חוזק תרמי"). בעת עיבוד פלדה רגילה, החום שנוצר באזור החיתוך מרכך את החומר, ומקל על החיתוך; עם זאת, סגסוגות טיטניום נשארות "יציבות" אפילו בטמפרטורות גבוהות.
תוצאה ישירה: נדרשים כוחות חיתוך גבוהים מאוד, מה שדורש שכלי החיתוך עצמו חייב להיות בעל חוזק וקשיחות גבוהים במיוחד, אחרת עלולים להיווצר שבבים או שבירה. כוחות החיתוך העצומים מציבים גם דרישות גבוהות לעוצמת הכלי ולקשיחות מערכת התהליך.
קושי ליבה 4: מודול אלסטי נמוך - 'הסטת כלי, רטט, קשה להבטיח דיוק עיבוד'
תיאור הבעיה: לסגסוגות טיטניום יש מודול אלסטי נמוך יחסית, כלומר הן 'רכות' יותר וקשיחות פחות.
השלכות ישירות: סטיית הכלי: תחת כוחות חיתוך, חלקי העבודה (במיוחד חלקים דקים-דפנות) נוטה לעיוות אלסטי, והוא קופץ אחורה לאחר עיבוד, מה שגורם לעומק החיתוך בפועל להיות קטן מהערך שנקבע, מה שמשפיע על דיוק העיבוד ויציבות הממדים. הם משפיעים בקלות על חיתוך משטח, אלא גם על איכות רטט ואיכות: רטט ואיכות: הכלי למתח לסירוגין, המוביל לשיתוב מוקדם.
שחיקה מוגברת של הצד: המשטח המעובד מייצר חיכוך חזק עם האגף של הכלי עקב התאוששות אלסטית, מה שמאיץ את שחיקת הצד.
