Крок 1: Отримайте RавMатеріали
Щоб виготовити заготовку з титанової трубки, насамперед необхідно мати якісну сировину. Титан у земній корі в основному існує у формі діоксиду титану в таких мінералах, як рутил та ільменіт. Через серію складних хімічних реакцій, в основному обробку руди хлором і вуглецем, а потім реакцію з металевим магнієм, нарешті виходить пористий і пухкий чистий титан, схожий на губку, який називається «губчастий титан». Його назва дуже описова, оскільки його зовнішній вигляд і текстура дійсно схожі на сіру металеву губку. Це основа для всієї подальшої обробки, а її чистота безпосередньо визначає якість кінцевої заготовки труби. Після отримання губчастого титану робітники розбивають його на дрібні шматочки певної специфікації, щоб підготувати до наступного етапу плавлення.
Крок 2: Розплавлення&КастингIв злитки
Розсипчастий губчастий титан не може бути безпосередньо перероблений у труби. Його необхідно переплавити в один щільний металевий злиток. Завдяки надзвичайній реакційній здатності титану при високих температурах він активно реагує з киснем, азотом та іншими газами в повітрі. Тому процес плавлення необхідно проводити у вакуумі або під захистом інертних газів. Найпоширенішим промисловим методом є «вакуумне дугове плавлення витратних матеріалів». Простіше кажучи, губчастий титан і необхідні легуючі елементи (такі як алюміній і ванадій, які використовуються для виробництва широко використовуваного титанового сплаву TC4) пресуються в електроди. У великому мідному тиглі з вакуумним-водяним охолодженням електроди діють як «свічки», генеруючи високо{8}}температурні дуги шляхом само-електризації, щоб розплавитися. Потім розплавлений титан опускають у тигель для охолодження та затвердіння, утворюючи перший титановий злиток. Щоб забезпечити однорідний склад і відповідати стандартам чистоти, цей процес зазвичай повторюють два-три рази. Отриманий кінцевий циліндричний або квадратний титановий злиток є «основним матеріалом» для виготовлення трубних заготовок.
Крок 3: Кування& Пірсинг
Маючи в руках твердий титановий злиток, наступним кроком є перетворення його на порожнисту трубчасту заготовку. Титановий злиток після плавлення має великі зерна і нерівну внутрішню структуру. Спочатку його потрібно підробити. Злиток нагрівають до відповідної температури (зазвичай від 800 до 1000 градусів), а потім кілька разів осаджують і витягують за допомогою гідравлічного преса потужністю десять-тисяч-тонн або кувального молота. Цей процес схожий на замішування тіста, яке може руйнувати великі зерна, покращувати мікроструктуру та ущільнювати будь-які можливі внутрішні дефекти, значно покращуючи механічні властивості титанового матеріалу. Після кування виходить брусок меншого-розміру та щільніший. Потім настає вирішальний крок - пірсинг. Найбільш класичним методом є «проколювання поперечної прокатки», коли нагрітий титановий брусок надсилається між двома-валками, що обертаються протилежно. Осьові лінії валків і бруска мають кут. Під дією тертя стрижень обертається і просувається одночасно, а в центрі він піддається сильному зсувному навантаженню, таким чином його «вимушують» проколоти в ньому отвір, утворюючи початкову порожнисту трубку.
Крок 4: Точна прокатка& Лікування
Шорсткі труби, отримані в результаті проколу, все ще досить грубі, з нерівною товщиною стінок і неточними розмірами. Потрібна подальша обробка. Зазвичай це досягається за допомогою процесу «прокатки труб», наприклад, за допомогою стану холодної прокатки. Під час цього процесу шорстка труба поміщається на тверду оправку та пропускається через ролик із отворами спеціальної форми-. Коли прокатний стан рухається вперед і назад, труба поступово прокочується, зменшуючи товщину стінки, зменшуючи діаметр і згладжуючи поверхню. Точність розмірів значно покращена. Через кілька проходів холодної прокатки та проміжної термічної обробки (відомої як «відпал», мета якої — усунути загартування та напругу, спричинені обробкою, і відновити пластичність матеріалу), нарешті виходить заготовка титанової труби з точними розмірами та чудовими характеристиками. Нарешті заготовку труби випрямляють, кінці відрізають, поверхню очищають (наприклад, промивають кислотою для видалення окалини), і проводять не-руйнівні випробування, щоб переконатися у відсутності внутрішніх або поверхневих дефектів. Таким чином виробляється якісна заготовка титанової труби, яка використовується для виготовлення різних прецизійних титанових труб, необхідних в аерокосмічній, хімічній, медичній та інших галузях.
