Titano galvučių, kurios yra pagrindinė aukštos kokybės{0}}slėginių indų sudedamoji dalis, gamybos kokybė yra tiesiogiai susijusi su įrangos sauga ir patikimumu atšiaurioje aplinkoje. Titano lydinys yra plačiai naudojamas chemijos, energetikos, aviacijos ir kitose srityse dėl savo didelio stiprumo, mažo tankio, puikaus atsparumo korozijai ir gerų savybių aukštoje temperatūroje, tačiau jo apdorojimo sunkumai taip pat yra žymiai didesni nei įprastų metalų. Toliau pateikiamas sistemingas titano galvučių gamybos proceso ir kokybės kontrolės paaiškinimas, pagrįstas titano lydinių medžiagų savybėmis.
Titano lydinio medžiagų charakteristikos ir apdorojimo iššūkiai
Titano lydiniai yra linkę į šias apdirbimo problemas:
Didelis cheminis aktyvumas: lengvai reaguoja su deguonimi, azotu, vandeniliu ir kitais elementais aukštoje temperatūroje, todėl susidaro trapumas;
Prastas šilumos laidumas: apdirbant lengvai susikoncentruoja šiluma, o tai didina įrankių susidėvėjimą ir medžiagos deformaciją;
Mažas elastingumo modulis: didelis atšokimas po formavimo, sunku kontroliuoti matmenų tikslumą;
Prastas atsparumas dėvėjimuisi: lengvai klijuojamas su formomis, o tai turi įtakos paviršiaus kokybei.
Todėl titano galvučių gamybai reikalingos specialios technologinės priemonės, atitinkančios aukščiau nurodytas charakteristikas.
Verpimo formavimo procesas: tikslus formavimas ir proceso valdymas
Proceso principas ir pritaikomumas
Sukimas palaipsniui pratęsiamas per vietinę taškinę deformaciją, kuri tinka titano lydiniams, kurie yra medžiagos su siaurais deformacijos intervalais. Palyginti su bendru štampavimu, sukimas gali sumažinti staigius įtempimus ir sumažinti įtrūkimų riziką, ypač tinka mažų ir vidutinių sudėtingų formų galvučių gamybai.
Pagrindiniai titano lydinio verpimo taškai
Temperatūra{0}}valdomas verpimas: kaitinamas verpimas (300–500 laipsnių) dažnai naudojamas siekiant pagerinti medžiagos plastiškumą ir sumažinti įtrūkimus.
Forma ir tepimas: Forma turi būti labai kieta ir atspari dilimui, o paviršius dažnai yra chromuotas arba padengtas specialia danga; Tepimas turi būti pagrįstas fluoro arba grafito-pagrindo tepalais, pasižyminčiais geru stabilumu aukštoje temperatūroje, kad titanas nesusijungtų su formomis;
Tarpinis terminis apdorojimas: atkaitinimas (700–800 laipsnių) turi būti atliekamas tarp kelių verpimo seansų, kad būtų pašalintas sukietėjimas ir atkurtas plastiškumas;
Greičio ir tiekimo suderinimas: naudokite mažesnį sukimosi greitį ir padavimo greitį, kad išvengtumėte audinių pablogėjimo dėl šilumos kaupimosi.
Suvirinimo procesas: suvirinimo vientisumo ir audinių veikimo garantija
Suvirinimo metodo pasirinkimas
Titano galvutės sujungimas dažnai naudojamas:
Suvirinimas inertinėmis dujomis volframu (GTAW): naudojamas plonoms plokštėms ir kritinėms siūlėms;
Plazminis lankinis suvirinimas (PAW): tinka vidutinėms ir sunkioms plokštėms su maža šilumos{0}}paveikta zona;
Suvirinimas lazeriu / elektronų pluoštu: naudojamas esant dideliems{0}}tikslumo reikalavimams ir minimaliai deformuojant.
Suvirinimo proceso kontrolė
Apsauga nuo dujų: turi būti naudojamos didelio -grynumo argono dujos (99,999 proc. arba didesnis), o šluostės dangtelis ir nugaros apsaugos įtaisas turi būti suprojektuoti taip, kad suvirinimo siūlės gale nebūtų oksidacijos;
Proceso parametrai: griežtai valdykite šilumos tiekimą, kad išvengtumėte stambių grūdelių arba trapių fazių susidarymo;
Suvirinimo medžiagų suderinimas: rinkitės suvirinimo laidus, kurie yra vienalyčiai su netauriuoju metalu arba turi mažus tarpus elementus, pvz., ERTi-5, ERTi-7 ir kt.
Po-suvirinimo siūlės terminis apdorojimas ir bandymai
Atkaitinimas nuo įtampos: paprastai atliekamas 500–600 laipsnių kampu, siekiant sumažinti liekamąjį įtempį;
Senėjimo apdorojimas tirpalu: tinka arba + titano lydiniams, siekiant pagerinti stiprumą ir kietumą;
Neardomasis bandymas: 100 % radiografinis (RT) arba ultragarsinis (UT) bandymas, papildytas prasiskverbimo testu (PT), siekiant užtikrinti, kad siūlėje nėra defektų.
Štampavimo formavimas: matmenų tikslumas ir paviršiaus kokybės kontrolė
Skydo suvirinimo apdorojimas
Liekamojo aukščio reguliavimas: liekamasis siūlės aukštis turi būti išlygintas, kad jis būtų lygus su netauriuoju metalu, kad būtų išvengta įtempių koncentracijos ir srauto trukdžių štampavimo metu;
Sklandi pereinamoji zona: perėjimas tarp suvirinimo siūlės ir netauriojo metalo turi būti lygus, o nuolydis neturi būti didesnis nei 1:4.
Štampavimo proceso parametrai
Šaltasis štampavimas: tinka plonasienėms{0}}galvoms, tačiau atkreipkite dėmesį į atšokimo kompensavimą;
Karštas štampavimas: Įprasta temperatūra yra 600–800 laipsnių, kad būtų sumažintas atsparumas deformacijai, tačiau būtina užkirsti kelią oksidų nuosėdų susidarymui;
Formos dizainas: Atsižvelgiant į titano lydinio atšokimą, reikia atitinkamai pakoreguoti formos ertmės dydį.
Paviršiaus ir kraštų kokybė
Oksido sluoksnio apdorojimas: po terminio formavimo reikia atlikti ėsdinimą arba smėliavimą, kad būtų pašalintas oksido sluoksnis;
Kraštų apdirbimas: nuožulnumas apdirbtas taip, kad būtų išvengta mikro{0}}įtrūkimų, atsirandančių dėl terminio pjovimo.
Viso proceso kokybės kontrolės sistema
Medžiagų gamyklos patikra: patikrinkite medžiagos sertifikatą, atlikite spektrinę analizę ir pakartotinį mechaninių savybių{0}}patikrinimą;
Proceso vertinimas ir priežiūra: kiekvienas procesas turi praeiti įvertinimą, o inspektorius seka pagrindinius procesus viso proceso metu;
Matmenų ir padėties tolerancija: 3D skenavimas arba šablono kreivumo ir kontūro aptikimas;
Galutinis veikimo bandymas: įskaitant vandens slėgio bandymą, sandarumo bandymą ir atsparumo korozijai bandymą (jei taikoma).
Titano galvutės gaminamos derinant pažangiausias{0}}medžiagų mokslo, plastiko apdirbimo ir suvirinimo technologijas. Dėl rafinuoto verpimo, apsaugos nuo inertinių dujų suvirinimo ir kontroliuojamo štampavimo proceso kartu su griežta viso -proceso kokybės kontrole galima užtikrinti, kad galvutė ilgą laiką veiktų stabiliai esant ekstremalioms sąlygoms, pvz., aukštam slėgiui, korozijai ir spinduliuotei. Ateityje, taikant skaitmeninį modeliavimą, išmanųjį aptikimą ir kitas technologijas, titano galvučių gamyba toliau vystysis tikslumo ir skaitmeninimo kryptimi.
