GR1 Titanium Plate Processing Process
I high-end produksjon har GR1 titanlegeringsplate (industrielt ren titan TA1) blitt et kjernemateriale innen luftfart, marin ingeniørvitenskap, biomedisinsk og andre felt på grunn av dets titaninnhold som overstiger 99,5%, utmerket korrosjonsresistens, biokompatibilitet og lette egenskaper. Behandlingen integrerer metallurgisk, varmebehandling og presisjonsdannende teknologier, med hvert trinn som krever streng kontroll for å maksimere materialytelsen.
Råstoffforberedelse
Behandlingen av GR1 titanplate begynner med fremstilling av titan-svamp med høy renhet. Titan tetraklorid reduseres ved bruk av Kroll -prosessen for å produsere titansvamppartikler med en renhet på 99,7%. Disse partiklene blir deretter knust, screenet og blandet for å sikre ensartet sammensetning. Deretter brukes en vakuumforbruksbueovn (VAR) til å trykke titan -svampen inn i elektrode -blankene:
Trykkprosess: Under et trykk på 300-500 MPa presses titan-svampgranulater inn i sylindriske elektrode-emner med en diameter på 500-800 mm og en høyde på 1,2-1,5 m. Tettheten må kontrolleres ved 1,8-2,0 g/cm³ for å forhindre kollaps under smelting.
Sveisemontering: Flere elektrode-blanke er koblet sammen med plasmasveising for å danne en 3-5 m lang smeltelektrode. Sveiseledd blir ultrasonisk inspisert for å sikre fraværet av defekter som porer og sprekker.
Vakuumsmelting: I en VAR-ovn er elektrodene smeltet i et vakuummiljø på 10⁻²-10⁻³ Pa. Flere remeltingssykluser (typisk 3-5 ganger) eliminerer segregering, og til slutt resulterer i en titan Ingot med en enhetlig sammensetning. Oksygeninnholdet må kontrolleres strengt under 0,08% for å forhindre fordringelse.
Varm rullende
Titaninngaver dannes til innledende plater gjennom en varm bølgende prosess. Denne prosessen krever en balanse mellom temperatur, deformasjon og kjølehastighet:
Oppvarmingsfase: Titaninngiftene blir oppvarmet til 950-1000 grader i en gassfyrt ovn. Holdingstiden beregnes basert på INGOT -tykkelsen (2 timer per 100 mm), noe som sikrer en kjernetemperaturenhet på ± 5 grader.
Grov rulling: En to-roll reverserende mølle utfører flere pasninger, og oppnår en total deformasjon på 60-70%, og ruller titaninngiftene fra 300 mm tykke til 50-80 mm tykke plater. Reduksjonen per pass er kontrollert til 15-20mm for å unngå kantsprekker.
Etterbehandling: Etter å ha oppvarmet til 900-950 grader, er platene ferdige på en firer-roll høyhastighetsfabrikk, og oppnår en endelig tykkelse på 4-50mm med en breddetoleranse på ± 0,5 mm. Rullhastigheter når 5-8m/s. Emulsjonskjøling er nødvendig for å opprettholde den endelige rulletemperaturen ved 750-800 grader for å forhindre grovhet. Retting i linjen: En 11-rullende rette maskin brukes til å rette den varme rullede platen for å eliminere restspenning og opprettholde en retthet på mindre enn eller lik 2mm/m.
Kald rullende etterbehandling
Den varme rullede platen gjennomgår kald rulling for å forbedre overflatenes ruhet og tykkelsesnøyaktighet ytterligere:
Pickling and Descaling: Den varme rullede platen syltet i en blanding av 15-20% salpetersyre og 1-3% hydrofluorsyre for å fjerne overflateoksydskala (omtrent 0,1-0,3 mm tykk). Picklinghastigheten styres ved 1-2 m/min for å forhindre overdreven korrosjon.
Cold Rolling Deformation: En seks-roll kald rullende mølle brukes til flere pasninger, og oppnår en total deformasjon på 30-50%. Reduksjonen per pass er kontrollert til 0,1-0,5 mm, med en rullekraft på 1000-1500 tonn. Den endelige tykkelsestoleransen er ± 0,05 mm.
Annealing: Den kaldvalsede platen holdes i en vakuumglødningsovn på 700-750 grader i 2-4 timer for å eliminere arbeidsherding og gjenopprette plastisitet. Etter annealing reduseres hardheten til HV150-180, og forlengelsen økes til over 25%.
Overflatepolering: Mekanisk polering eller elektrolytisk polering brukes til å redusere overflatens ruhet til under RA0,8μm, og oppfyller kravene til høye overflatekvaliteter til medisinske implantater og andre anvendelser.
Etterbehandling og testing
De ferdige titanplatene gjennomgår en serie etter prosesserings- og testprosedyrer:
Kutting og spalting: Laser- eller vannstråleskjæring brukes til å kutte titanplatene i spesifiserte størrelser. De kuttede kantene er avfaset (R0,5-1mm) for å unngå stresskonsentrasjon.
Ikke-destruktiv testing: Ultrasonic testing (UT) brukes til å oppdage interne defekter (for eksempel inneslutninger og sprekker) med en følsomhet på opptil 0,5 mm. Eddy Current Testing (ET) brukes til å screene for overflatesprekker med en hastighet på opptil 10 m/min. Ytelsesprøving: Strekkprøving i henhold til ASTM E8 ga strekkfasthet større enn eller lik 240 MPa, avkastningsstyrke større enn eller lik 170 MPa og forlengelse større enn eller lik 24%. Korrosjonstesting i henhold til ASTM G48 viste en korrosjonshastighet på mindre enn eller lik 0,001 mm/år i en 3,5% NaCl -løsning.
Emballasje og beskyttelse: Titanplatene er belagt med anti-rustolje og belagt med VCI-dampfase anti-rustfilm. Trekasser er pakket med skumplater for å forhindre transportvibrasjon.
Fra titansvamp til titanplate med høy presisjon er behandlingen av GR1 titanlegering en grundig forfølgelse av temperatur, deformasjon og renhet. Optimaliseringen av hver prosessparameter legemliggjør den dype integrasjonen av materialvitenskap og ingeniørteknologi, og til slutt bidrar til den uerstattelige statusen til dette "all-round metal" i high-end-markedet.
