Gr1 titano plokštelių apdorojimo procesas
Aukštoje - galutiniame gamyboje GR1 titano lydinio plokštelė (pramoniniu būdu gryna titano TA1) tapo pagrindine medžiaga aviacijos ir kosmoso, jūrų inžinerijos, biomedicininės ir kitose srityse dėl jo titano kiekio, viršijančio 99,5%, puikų korozijos atsparumą korozijai, biologiškai sudominamumui ir lengvų svorio savybėms. Jo apdorojimas integruoja metalurginį, terminį apdorojimą ir tikslumo formavimo technologijas, kiekvienam žingsniui reikalaujama griežtos kontrolės, kad būtų maksimaliai padidintos medžiagos veikimas.
Žaliavų paruošimas
GR1 titano plokštės apdorojimas prasideda nuo aukšto - grynumo titano kempinės paruošimo. Titano tetrachloridas sumažinamas naudojant „Kroll“ procesą titano kempinės dalelėms, kurių grynumas yra 99,7%, gaminti. Tada šios dalelės susmulkinamos, tikrinamos ir sumaišomos, kad būtų užtikrinta vienoda sudėtis. Vėliau titano kempinė į elektrodų ruošinius prispausti naudojama vakuuminė suvartojama lanko krosnis (VAR):
Presavimo procesas: Esant 300–500 MPa slėgiui, titano kempinės granulės suspaudžiamos į cilindrinius elektrodo ruošinius, kurių skersmuo yra 500–800 mm, o aukštis-1,2–1,5 m. Tankis turi būti kontroliuojamas esant 1,8–2,0 g/cm³, kad tirpstant būtų išvengta griūties.
Suvirinimo suvirinimas: keli elektrodų ruošiniai yra sujungti plazmos suvirinimu, kad sudarytų 3-5 m ilgio lydymosi elektrodą. Suvirinimo sąnariai yra ultragarsiškai tikrinami, kad būtų užtikrintas tokių defektų, kaip poros ir įtrūkimai, nebuvimas.
Lydymas vakuume: VAR krosnyje elektrodai lydi vakuuminę aplinką 10⁻²-10⁻³ PA. Daugybiniai pakartotiniai ciklai (paprastai 3–5 kartus) pašalina segregaciją, o galiausiai galiausiai atsiranda titano luitas su vienoda sudėtimi. Deguonies kiekis turi būti griežtai kontroliuojamas žemiau 0,08%, kad būtų išvengta įkyrio.
Karštas riedėjimas
Titano luitai yra suformuoti į pradines plokštes per karštą riedėjimo procesą. Šis procesas reikalauja pusiausvyros tarp temperatūros, deformacijos ir aušinimo greičio:
Šildymo fazė: Titano luitai kaitinami iki 950 - 1000 laipsnių dujose kūrenamoje krosnyje. Laikymo laikas apskaičiuojamas atsižvelgiant į luitų storią (2 valandas 100 mm), užtikrinant, kad šerdies temperatūros vienodumas būtų ± 5 laipsnis.
Grubus riedėjimas: du - riedėjimo atbulinė eiga atlieka kelis praėjimus, pasiekdamas bendrą 60–70%deformaciją ir riedant titano luitų nuo 300 mm storio iki 50–80 mm storio plokštes. Sumažinimas vienam leidimui kontroliuojamas 15-20 mm, kad būtų išvengta kraštų įtrūkimų.
Baigimo riedėjimas: pakartotinai pašildžius 900 - 950 laipsnių, plokštės yra baigtos keturiose - ritiniuose aukštai - greičio malūne, pasiekiant galutinį 4 - 50 mm storio storią ± 0,5 mm. Riedėjimo greitis pasiekia 5–8m/s. Norint išlaikyti galutinę riedėjimo temperatūrą 750–800 laipsnių, reikalingas emulsijos aušinimas, kad būtų išvengta grūdų griovimo. Iš tiesinio tiesinimo: 11 ritinėlių tiesinimo mašina naudojama ištiesinti karštai valcuotą plokštelę, kad būtų pašalintas liekamasis įtempis ir išlaikytas mažesnis ar lygus 2 mm/m lygis.
Šaltas riedėjimo apdaila
Karšta - suvyniota plokštelė patiria šaltą valcavimą, kad dar labiau pagerintų paviršiaus šiurkštumą ir storio tikslumą:
Marinavimas ir nusileidimas: Karšta - suvyniota plokštelė marinuojama 15–20% azoto rūgšties ir 1–3% hidrofluoro rūgšties mišinyje, kad būtų pašalinta paviršiaus oksido skalė (maždaug 0,1–0,3 mm storio). Migavimo greitis kontroliuojamas esant 1–2m/min, kad būtų išvengta per didelės korozijos.
Šalta riedėjimo deformacija: keliems pravažiavimams naudojamas šeši - riedėjimo šaltas valcavimo gamykla, pasiekiant bendrą 30–50%deformaciją. Sumažinimas vienam leidimui kontroliuojamas 0,1–0,5 mm, o valcavimo jėga yra 1000–1500 tonų. Galutinis storio tolerancija yra ± 0,05 mm.
Atkaitinimas: Šaltas - suvyniota plokštė 2–4 valandas laikoma vakuume atkaitinimo krosnyje, esant 700–750 laipsniui, kad būtų pašalintas kietėjimas ir plastiškumas. Po atkaitinimo kietumas sumažėja iki HV150-180, o pailgėjimas padidėja iki daugiau nei 25%.
Paviršiaus poliravimas: Mechaninis poliravimas arba elektrolitinis poliravimas naudojamas siekiant sumažinti paviršiaus šiurkštumą iki žemiau Ra0,8 μm, tenkinant aukštus medicininių implantų ir kitų pritaikymų paviršiaus kokybės reikalavimus.
Skelbimas - apdorojimas ir testavimas
Gatavos titano plokštelės atlieka daugybę POST - perdirbimo ir bandymo procedūrų:
Pjovimas ir pjaustymas: Lazerio ar vandens srovės pjaustymas naudojamas titano plokštelėms supjaustyti į nurodytus dydžius. Iškirpimo kraštai yra susmulkinti (R0,5–1 mm), kad būtų išvengta streso koncentracijos.
Non - Destruktyvus testavimas: ultragarsinis bandymas (UT) naudojamas vidiniams defektams (tokiems kaip inkliuzai ir įtrūkimai), kurių jautrumas yra iki 0,5 mm. Eddy srovės bandymai (ET) yra naudojami norint atlikti paviršiaus įtrūkimus iki 10 m/min. Našumo bandymas: tempimo bandymas pagal ASTM E8 davė didesnį arba lygų 240 MPa tempimo stiprumą, išeigos stipris didesnis arba lygus 170 MPa, o pailgėjimas didesnis arba lygus 24%. Korozijos tyrimai pagal ASTM G48 parodė, kad korozijos greitis buvo mažesnis arba lygus 0,001 mm per metus 3,5% NaCl tirpale.
Pakuotė ir apsauga: titano plokštės yra padengtos anti - rūdžių aliejumi ir padengtos VCI garų fazės anti - rūdžių plėvele. Medinės dėžutės yra supakuotos su putplasčio lenta, kad būtų išvengta transportavimo vibracijos.
Nuo titano kempinės iki aukštos - tikslios titano plokštės, Gr1 titano lydinio apdorojimas yra kruopštus temperatūros, deformacijos ir grynumo siekimas. Kiekvieno proceso parametro optimizavimas įkūnija gilų medžiagų mokslo ir inžinerijos technologijos integraciją, galiausiai prisidedant prie nepakeičiamos šios „visų -} apvalaus metalo“ būsenos aukštoje - galutinėje rinkoje.
