Kuidas tõmmatakse titaani ja titaanisulamist traati?

Titaanist ja titaanisulamist traattõmbamine on metalli plastiline deformatsiooniprotsess, mille käigus varda või traadi toorik muudetakse järk-järgult väiksema ristlõikega traadiks-vormi kaudu rakendatava tõmbejõu abil.

Mõelge sellele nagu käsitsi{0}}tõmmatud nuudlitele-, kuid palju suurema täpsusega, palju suurema raskusastmega ja rangete protsessijuhtimisnõuetega.

Kui hindate titaantraadi tootmise tarnijaid, võite kohata erinevaid tõmbetehnoloogiaid:

Fikseeritud stantsjoonis (kõige tavalisem)

Tõmbate titaani läbi kõva matriitsi (nagu jäigast rõngast).

• Parim: tavaline titaantraat, täppistraat
• Eelised: stabiilne protsess, kõrge mõõtmete täpsus
• Ettevaatust: stantside kulumine suurendab aja jooksul kulusid

Rullstantsi joonis

Kasutab fikseeritud stantside asemel pöörlevaid rulle.

• Best for: thicker wire (>1 mm titaanvarda vähendamine)
• Eelised: väiksem hõõrdumine, pikem tööriista kasutusiga
• Ettevaatust: seadmete suurem keerukus

Ultraheli vibratsioonijoonis

Hõõrdumise vähendamiseks stants vibreerib kõrgel sagedusel.

• Sobib kõige paremini: ülipeen titaantraadiga-<1mm)
• Eelis: siledam pind, väiksem purunemisoht
• Ettevaatust: suurem kapitaliinvesteering

Kaetud kimbujoonis

Mitu juhet tõmmatakse kattetoega kokku ja seejärel eraldatakse.

• Parim: ülipeen traat- (meditsiiniline titaantraat kuni<0.05mm)
• Eelis: võimaldab väga peentraadi tootmist
• Ettevaatust: rohkem töötlemisetappe ja keemiline töötlemine

Temperatuur on titaanisulamist traatide tootmisel kriitiline, eriti selliste klasside puhul nagu Ti-6Al-4V (5. klass).

Külmjoonistus (kõige tavalisem)

Teostatakse toatemperatuuril.

• Vähendab läbimõõtu järk-järgult (tavaliselt 10–15% käigu kohta)
• Nõuab mitut vahepealset lõõmutamisetappi
• Laialdaselt kasutatav titaantraadi tootmises kosmosetööstuses

Soe joonis (400–700 kraadi)

• Parandab plastilisust dünaamilise ümberkristallimise kaudu
• Kasutatakse raskesti{0}}vormitavate-titaanisulamite jaoks
• Aitab vähendada traadi purunemist

Kuum joonistus (titaani puhul haruldane)

• Üle rekristallimise temperatuuri
• Kasutatakse peamiselt tulekindlate metallide, näiteks volframi jaoks
• Titaantraadi valmistamisel haruldane

Titaantraadi külmtõmbamise korral määrab määrimine pinnaviimistluse ja defektide määra.

• Märgmäärimine: õli või emulsioonid masstootmiseks
• Kuivmäärimine: grafiit või MoS₂ erikeskkondade jaoks
• Katte määrimine: vaskkate või oksiidikiht parandab nakkumist ja vähendab ärritamist

Hea määrimine on oluline, et vältida stantside kleepumist ja pinna pragunemist.

 

 

 

1. samm: tooraine ettevalmistamine

Kõrge -puhtusastmega titaankäsn sulatatakse titaani valuplokkideks, mis seejärel sepistatakse või rullitakse varrasteks, et kasutada traadi tõmbamise toorainena. Enne töötlemist hapestatakse pind tavaliselt happe{2}}katlakivi ja lisandite eemaldamiseks.

Tooraine puhtus määrab otseselt titaantraadi tugevuse, korrosioonikindluse ja stabiilsuse. Tooraine halb kvaliteet mõjutab negatiivselt edasist töötlemist.

2. samm: pinna eeltöötlus-

Titaanvarda pinda töödeldakse oksüdatsiooniga või kaetakse vasega, millele järgneb määrdeaine pealekandmine, et vähendada hõõrdumist matriitsiga tõmbamise ajal.

3. samm: traadi tõmbamise protsess

Titaanvarda läbimõõt väheneb järk-järgult tõmbestantside seeria abil. Enne joonistusprotsessi jätkamist, kuni soovitud läbimõõt on saavutatud, on vaja mitu vahepealset lõõmutamisetappi.

Joonistusprotsess määrab titaantraadi mõõtmete täpsuse ja jõudluse järjepidevuse. Küpse protsessiga tootjad saavad tagada toodete parema ühtluse.

4. samm: viimistlemine ja ülevaatus

Valmis traat läbib happega peitsimise, poleerimise või sirgendamise, millele järgneb läbimõõdu täpsuse, pinnakvaliteedi ja sisemiste defektide kontrollimine.

Rangemad kontrollistandardid tagavad stabiilsema tootekvaliteedi ja vähendavad riske järgnevates rakendustes.

1. Piiratud plastiline deformatsioonivõime

Suure -hapnikusisaldusega titaanisulamite (O > 0,3%) elastsus väheneb märkimisväärselt tänu interstitsiaalse tahke lahuse tugevnemisele. Plastilisuse parandamiseks on vajalik kuumvaltsimise eeldeformatsioon (400–700 kraadi) või termomehaaniline töötlemine (külmtõmbamine koos lühiajalise lõõmutusega).

2. Tugevuse ja elastsuse vahetus-alla

Kui traat tõmmatakse väiksema läbimõõduga, suureneb selle tugevus; samas muutub see ka rabedamaks. Pärast lõõmutamist muutub materjal uuesti pehmemaks, kuid tugevus väheneb vastavalt.

3. Die Gallingi (kleepimise) probleem

Titaan kipub töötlemise ajal "keevitama" või kleepuma stantsimaterjalide külge. See võib põhjustada tõmmatud traadi pinnadefekte, näiteks koorumist ja täppide tekkimist.

1. Impulssvoolu joonis (EPT)

Impulssvoolu rakendamine tõmbamisprotsessi ajal aitab maha suruda dislokatsiooni akumuleerumist ja kiirendab terade piiride difusiooni. See parandab titaanisulamite elastsust ja vähendab traadi purunemise ohtu.

See protsess võimaldab suuremat ühekordse-käigu vähendamise suhet, vähendab vahepealsete lõõmutamistsüklite arvu ja seega energiatarbimist, tootmisaega ja üldisi tootmiskulusid.

2. Astmestatud vormipaigutus (ADD protsess)

Paigaldades joonestusvormid mitte-lineaarses, astmelises konfiguratsioonis, luuakse mitmesuunaline deformatsioonitee-. See soodustab teravilja rafineerimist ja aktiveerib mitut libisemissüsteemi, parandades nii tugevust kui ka elastsust.

Saadud traat võib saavutada tõmbetugevuse üle 1000 MPa, säilitades samal ajal hea sitkuse, muutes selle sobivaks kosmosekomponentide ja meditsiiniliste implantaatide jaoks.

3. Fikseeritud stantsjoonis optimeeritud kuumtöötlusega

Olemasolevaid tõmbeseadmeid uuendamata võib külmtõmbeparameetrite optimeerimine koos kuumtöötlemise juhtimisega suurendada TC4 (Ti-6Al-4V) traadi tõmbetugevust üle 1400 MPa, mis tähendab rohkem kui 30% paranemist võrreldes tavapäraste protsessidega.

See lähenemisviis ei nõua täiendavaid investeeringuid seadmetesse ja sobib suure jõudlusega{0}}rakenduste jaoks, nagu kinnitusvahendid ja vedrutraadid.

4. Hapnikukontroll ja legeerimise optimeerimine

Väikeste koguste ütriumi lisamisega või spetsiaalsete kattekihtidega saab hapniku difusiooni kõrgel{0}}temperatuuril töötlemisel tõhusalt pärssida, vältides materjali haprust.

See tehnoloogia võimaldab kasutada ringlussevõetud titaanmaterjale, säilitades samal ajal mehaanilise jõudluse, vähendades kulusid ning toetades ESG{0}}ühilduvaid ja vähese süsinikdioksiidiheitega{1}}tootmisstrateegiaid.

Kui tegelete hankimisegatitaan traatkosmose-, meditsiini- või suure jõudlusega tööstuslike{0}}rakenduste puhul määrab tootmisprotsess otseselt:

• pinna kvaliteet
• mehaaniline tugevus
• järjepidevus partiide vahel
• pikaajaline{0}}usaldusväärsus

Traattõmbamistehnoloogia mõistmine aitab teil valida tarnija, kes suudab täita lennundus--või meditsiinilise-klassi nõudeid-, mitte ainult standardseid tööstuslikke traate.