GR1 titaanplaadi töötlemisprotsess
Kõrgel - lõpptootmisel on GR1 titaansulamist plaat (tööstuslikult puhas titaan TA1) muutunud tuumamaterjaliks lennunduse, meretehnika, biomeditsiini ja muude põldude osas, mis on titaanisisalduse tõttu üle 99,5%, suurepärase korrosioonikindluse, biokilentsuse ja kergete raskuste tõttu. Selle töötlemine integreerib metallurgilise, kuumtöötluse ja täppisvormimise tehnoloogiad, kusjuures iga samm nõuab materjali jõudluse maksimeerimiseks ranget kontrolli.
Tooraine ettevalmistamine
Gr1 titaanplaadi töötlemine algab kõrge - puhtuse titaankäsna valmistamisega. Titaniumtetrakloriid vähendatakse Krolli protsessi abil, et saada titaankäsna osakesi puhtusega 99,7%. Seejärel purustatakse need osakesed ühtlase koostise tagamiseks, sõelutakse ja segatakse. Seejärel kasutatakse titaankäsna surumiseks elektroodi toorikuteks vaakumitarvete kaare ahju (VAR):
Pressimisprotsess: rõhu all 300–500 MPa surutakse titaankäsna graanulid silindrilisteks elektroodide tooriteks läbimõõduga 500–800 mm ja kõrgus 1,2-1,5 m. Tihedust tuleb kontrollida 1,8–2,0 g/cm³, et vältida kokkuvarisemist sulamise ajal.
Keevituskomplekt: plasmakeevitusega ühendatakse mitu elektroodi toorikut, moodustades 3–5 m pikkust sulatuselektroodi. Keevisõmblusi kontrollitakse ultraheliliselt, et tagada selliste defektide nagu pooride ja pragude puudumine.
Vaakumsulamine: VAR-ahjus sulatatakse elektroodid vaakumkeskkonnas 10⁻²-10⁻³ pa. Mitme remoteritsükli (tavaliselt 3-5 korda) kõrvaldavad segregatsiooni, mille tulemuseks on lõpuks ühtlase koostisega titaanvalu. Hapnikusisaldust tuleb rangelt kontrollida alla 0,08%, et vältida omaebandamist.
Kuum veeremine
Titaanvalused moodustatakse kuuma veeremisprotsessi kaudu esialgseteks tahvliteks. See protsess nõuab tasakaalu temperatuuri, deformatsiooni ja jahutuskiiruse vahel:
Küttefaas: titaani valuplokid kuumutatakse 950 - 1000 kraadi gaasipõhises ahjus. Hoidmisaeg arvutatakse valuploki paksuse põhjal (2 tundi 100 mm kohta), tagades südamiku temperatuuri ühtluse ± 5 kraadi.
Karnane veeremine: kaks - rulliku ümberpööramise veski teostab mitut läbisõidu, saavutades täieliku deformatsiooni 60–70%ja veeretades titaani valuplokke 300mm paksult 50–80 mm paksustelt tahvlitelt. Servapragude vältimiseks kontrollitakse vähendamist läbipääsu kohta 15-20 mm.
Lõpetamine veeremise viimistlus: pärast 900 - 950 kraadi kuumutamist on tahvlid viimistletud neljale - rull -kõrgele - kiiruseveskile, saavutades lõpliku paksuse 4 - 50mm, mille laiuse tolerants on ± 0,5mm. Rullkiirused ulatuvad 5-8m/s. Emulsioonjahutamine on vajalik, et säilitada lõplik veeretemperatuur 750-800 kraadi juures, et vältida teravilja karastamist. Line sirgendamine: kuumade rulliku sirgendamiseks kasutatakse 11-rulli sirgendamismasinat, et kõrvaldada jääkpinge ja säilitada sirgsus väiksem kui 2 mm/m.
Külma veerev viimistlus
Kuum - veeretatud plaat läbib külma veeremise, et veelgi parandada pinna karedust ja paksust täpsust:
Purded ja laskumine: kuum - rullitud plaat on marineeritud 15-20% lämmastikhappe ja 1-3% vesinikfluoriidhappe seguses, et eemaldada pinnaoksiidi skaala (umbes 0,1–0,3 mm paksune). Liigse korrosiooni vältimiseks juhitakse marineerimiskiirust kiirusel 1-2m/min.
Külma veeremise deformatsioon: mitme läbisõidu jaoks kasutatakse kuus - rullkülma veeremise veski, saavutades täieliku deformatsiooni 30-50%. Vähendamist läbipääsu kohta on kontrollitud 0,1–0,5 mm, veeremisjõud on 1000-1500 tonni. Lõplik paksuse tolerants on ± 0,05 mm.
Lõõmustamine: külm - veeretatud plaat hoitakse vaakum lõõmutusahjus 700-750 kraadi 2-4 tundi, et kõrvaldada töö kõvenemine ja plastilisuse taastamine. Pärast lõõmutamist vähendatakse karedus HV150-180-ni ja pikenemist suurendatakse üle 25%-ni.
Pinna poleerimine: mehaanilist poleerimist või elektrolüütilist poleerimist kasutatakse pinna kareduse vähendamiseks alla RA0,8 μm, vastates meditsiiniliste implantaatide ja muude rakenduste kõrgetele pinnakvaliteedi nõuetele.
Postitus - töötlemine ja testimine
Valmis titaanplaadid läbivad rea postituse - töötlemis- ja testimisprotseduurid:
Lõikamine ja lõikamine: titaanplaatide määramiseks määratud suurusteks kasutatakse laser- või veesõidukite lõikamist. Lõigatud servad on pingekontsentratsiooni vältimiseks jaotatud (R0,5-1mm).
Non - hävitav testimine: ultraheli testimist (UT) kasutatakse sisemiste defektide (näiteks lisandite ja pragude) tuvastamiseks tundlikkusega kuni 0,5 mm. Pinnapinna pragude skriinimiseks kiirusega kuni 10m/min. Jõudluskatse: tõmbetestimine ASTM E8 kohaselt andis tõmbetugevuse, mis oli suurem kui 240 MPa või võrdne, saagitugevus on suurem või võrdne 170 MPa ja pikenemine, mis on suurem või võrdne 24%-ga. Korrosiooni testimine ASTM G48 kohaselt näitas 3,5% NaCl lahuses korrosioonikiirust, mis oli väiksem kui 0,001 mm aastas.
Pakend ja kaitse: titaanplaadid on kaetud anti - roosteõliga ja kaetakse VCI aurufaasiga anti - roostekile. Puidust kastid on pakitud vahtplaadiga, et vältida transpordi vibratsiooni.
Alates titaanist käsnast kuni kõrge - täpse titaaniplaadiga on GR1 titaanisulami töötlemine temperatuuri, deformatsiooni ja puhtuse hoolikaks. Iga protsessiparameetri optimeerimine kehastab materjaliteaduse ja inseneritehnoloogia sügavat integreerimist, aidates lõppkokkuvõttes kaasa selle "All - ümarametalli" asendamatule olekule kõrgel - lõppturul.
