Procés de processament de plaques de titani GR1
A High - Fabricació End, la placa d’aliatge de titani GR1 (industrialment Titani Titani TA1) s’ha convertit en un material bàsic en aeroespacial, enginyeria marina, biomèdica i altres camps a causa del seu contingut de titani superior al 99,5%, una excel·lent resistència a la corrosió, biocompatibilitat i propietats lleugeres. El seu processament integra tecnologies metal·lúrgiques, de tractament tèrmic i de formació de precisió, amb cada pas que requereix un control estricte per maximitzar el rendiment del material.
Preparació de matèries primeres
El processament de la placa de titani GR1 comença amb la preparació de l'esponja de titani de puresa alta -. El tetraclorur de titani es redueix mitjançant el procés de Kroll per produir partícules d’esponja de titani amb una puresa del 99,7%. A continuació, aquestes partícules són aixafades, seleccionades i barrejades per assegurar una composició uniforme. Posteriorment, s'utilitza un forn d'arc consumible de buit (VAR) per pressionar l'esponja de titani en espais en blanc d'elèctrodes:
Procés de pressió: Sota una pressió de 300-500 MPa, els grànuls d’esponja de titani es pressionen en espais d’elèctrodes cilíndrics amb un diàmetre de 500-800 mm i una alçada d’1,2-1,5 m. La densitat s’ha de controlar a 1,8-2,0 g/cm³ per evitar el col·lapse durant la fusió.
Assemblea de soldadura: els blancs d’elèctrodes múltiples estan connectats mitjançant soldadura de plasma per formar un elèctrode de fusió de 3-5 m de longitud. Les articulacions de soldadura s’inspeccionen ultrasòniques per assegurar l’absència de defectes com els porus i les esquerdes.
Felència de buit: En un forn VAR, els elèctrodes es fonen en un entorn de buit de 10⁻²-10⁻³ Pa. Múltiples cicles de remeltant (normalment 3-5 vegades) eliminen la segregació, donant lloc a un lingot de titani amb una composició uniforme. El contingut d’oxigen s’ha de controlar estrictament per sota del 0,08% per evitar l’empresa.
Rolling calent
Els lingots de titani es formen en lloses inicials mitjançant un procés de rodatge calent. Aquest procés requereix un equilibri entre la temperatura, la deformació i la velocitat de refrigeració:
Fase de calefacció: els lingots de titani s’escalfen a 950 - graus en un forn de gas. El temps de retenció es calcula en funció del gruix del lingot (2 hores per 100 mm), garantint una uniformitat de temperatura central de ± 5 graus.
Rough Rolling: A Two - El rotlle que reverteix el molí realitza múltiples passades, aconseguint una deformació total del 60-70%i enrotllant els lingots de titani de 300 mm de gruix a 50-80 mm de gruix. La reducció per passada es controla a 15-20 mm per evitar esquerdes de vora.
Acabar el rodatge: després de tornar a escalfar a 900 - 950 graus, les lloses s'acaben en un fàbric de velocitat de quatre - alçada -, aconseguint un gruix final de 4 - 50mm amb una tolerància d'amplada de ± 0,5 mm. Les velocitats de rodatge arriben als 5-8 m/s. El refredament de l’emulsió és necessari per mantenir la temperatura final de rodatge a 750-800 graus per evitar l’abocament del gra. Redregiment en línia: S'utilitza una màquina de redreçament d'11 rodes per redreçar la placa rodada en calent per eliminar l'estrès residual i mantenir una rectitud inferior o igual a 2mm/m.
Acabat enrotllat en fred
La placa enrotllada HOT - experimenta un rodatge en fred per millorar encara més la rugositat de la superfície i la precisió del gruix:
El recollida i la descàrrega: la placa enrotllada HOT - es troba enrotllada en una barreja d’àcid nítric del 15-20% i del 1-3% d’àcid hidrofluòric per eliminar l’escala d’òxid de superfície (aproximadament 0,1-0,3 mm de gruix). La velocitat d'escabetx es controla a 1-2m/min per evitar una corrosió excessiva.
Deformació del rodatge en fred: Sis - rotlle de rotlle fred s’utilitza per a múltiples passades, aconseguint una deformació total del 30-50%. La reducció per passada es controla a 0,1-0,5 mm, amb una força rodant de 1000-1500 tones. La tolerància final de gruix és de ± 0,05 mm.
Analització: La placa enrotllada freda - es manté en un forn de recobriment de buit a 700-750 graus durant 2-4 hores per eliminar el enduriment del treball i restaurar la plasticitat. Després del recuit, la duresa es redueix a HV150-180 i l'elongació s'incrementa fins a més del 25%.
Polishing superficial: el polit mecànic o el poliment electrolític s’utilitza per reduir la rugositat superficial fins a RA0.8μm, complint els requisits d’alta qualitat de la superfície dels implants mèdics i altres aplicacions.
Post - Processament i proves
Les plaques de titani acabades se sotmeten a una sèrie de procediments de processament i proves post-:
Tall i tallat: el tall làser o el raig d'aigua s'utilitza per tallar les plaques de titani en mides especificades. Les vores tallades són xamejades (R0,5-1mm) per evitar la concentració d’estrès.
No - Prova destructiva: la prova d’ultrasons (UT) s’utilitza per detectar defectes interns (com inclusions i esquerdes) amb una sensibilitat de fins a 0,5 mm. Les proves de corrent de Eddy (ET) s’utilitzen per seleccionar les esquerdes de superfície a una velocitat de fins a 10m/min. Prova de rendiment: les proves de tracció segons ASTM E8 van produir una resistència a la tracció superior o igual a 240 MPa, una resistència de rendiment superior o igual a 170 MPa, i una allargament superior o igual al 24%. Les proves de corrosió segons ASTM G48 van demostrar una taxa de corrosió inferior o igual a 0,001 mm/any en una solució de NaCl del 3,5%.
Embalatge i protecció: les plaques de titani estan recobertes amb oli de rovell anti - i recoberts amb fase de vapor VCI anti - Rust. Les caixes de fusta estan plenes de tauler d’escuma per evitar vibracions del transport.
Des d’esponja de titani fins a la placa de titani de precisió alta -, el processament de l’aliatge de titani GR1 és una recerca minuciosa de la temperatura, la deformació i la puresa. L’optimització de cada paràmetre de procés encarna la integració profunda de la tecnologia de ciències i enginyeria de materials, contribuint finalment a l’estat insubstituïble d’aquest "tot - rodó de metall" al mercat final -.
