Processus de traitement des plaques de titane Gr1
Dans High - fin Manufacturing, GR1 Titanium Alloy Plate (Titanium Titanium industriellement Pure) est devenu un matériau central de l'aérospatiale, de l'ingénierie marine, de la biomédicale et d'autres domaines en raison de son contenu en titane dépassant à 99,5%, une excellente résistance à la corrosion, une biocompatibilité et des propriétés léger. Son traitement intègre des technologies métallurgiques, de traitement thermique et de formation de précision, chaque étape nécessitant un contrôle strict pour maximiser les performances des matériaux.
Préparation des matières premières
Le traitement de la plaque de titane GR1 commence par la préparation d'une éponge de titane pureté élevée. Le tétrachlorure de titane est réduit en utilisant le processus de kroll pour produire des particules d'éponge en titane avec une pureté de 99,7%. Ces particules sont ensuite écrasées, dépistées et mélangées pour assurer une composition uniforme. Par la suite, un four à arc consommable à vide (VAR) est utilisé pour appuyer sur l'éponge en titane dans des blancs d'électrode:
Processus de pressage: Sous une pression de 300 à 500 MPa, les granules d'éponge en titane sont pressés dans des blancs d'électrode cylindrique avec un diamètre de 500-800 mm et une hauteur de 1,2 à 1,5 m. La densité doit être contrôlée à 1,8-2,0 g / cm³ pour éviter l'effondrement pendant la fusion.
Ensemble de soudage: plusieurs blancs d'électrodes sont connectés par soudage plasmatique pour former une électrode de fusion de 3 à 5 m de long. Les joints de soudure sont inspectés par ultrasons pour assurer l'absence de défauts tels que les pores et les fissures.
Mélange de vide: Dans un four Var, les électrodes sont fondues dans un environnement sous vide de 10⁻²-10⁻³ PA. Multiples cycles de remontage (généralement 3 à 5 fois) éliminent la ségrégation, résultant finalement en un lingot de titane avec une composition uniforme. La teneur en oxygène doit être strictement contrôlée en dessous de 0,08% pour empêcher la fragilisation.
Roulement chaud
Les lingots en titane sont formés en dalles initiales grâce à un processus de roulement chaud. Ce processus nécessite un équilibre entre la température, la déformation et le taux de refroidissement:
Phase de chauffage: Les lingots de titane sont chauffés à 950 - 1000 degrés dans un four à gaz. Le temps de maintien est calculé sur la base de l'épaisseur de lingot (2 heures par 100 mm), garantissant une uniformité de température centrale de ± 5 degrés.
Rough Rolling: Un moulin à revers à deux - effectue plusieurs passes, atteignant une déformation totale de 60 à 70% et roulant les lingots de titane de 300 mm d'épaisseur à 50 à 80 mm d'épaisseur. La réduction par pass est contrôlée à 15-20 mm pour éviter les fissures de bord.
Finition roulant: Après avoir réchauffé à 900 -} 950, les dalles sont terminées sur un moulin à vitesse de quatre - -, atteignant une épaisseur finale de 4 - 50 mm avec une tolérance large de ± 0,5 mm. Les vitesses de roulement atteignent 5 à 8 m / s. Le refroidissement par émulsion est nécessaire pour maintenir la température de roulement finale à 750-800 degré pour prévenir le grossissement des grains. Redressant en ligne: une machine de redressement à 11 rouleaux est utilisée pour redresser la plaque de trait à chaud pour éliminer le stress résiduel et maintenir une rectitude inférieure ou égale à 2 mm / m.
Finition roulante froide
La plaque roulée chaude - subit un roulement froid pour améliorer davantage la rugosité de surface et la précision d'épaisseur:
Pickling and Descaling: la plaque roulée chaude - est marinée dans un mélange de 15 à 20% d'acide nitrique et de 1 à 3% d'acide hydrofluorique pour éliminer l'échelle de l'oxyde de surface (environ 0,1-0,3 mm d'épaisseur). La vitesse de décapage est contrôlée à 1 à 2 m / min pour éviter une corrosion excessive.
Déformation à froid: un rouleau à froid de six - est utilisé pour plusieurs passes, atteignant une déformation totale de 30 à 50%. La réduction par pass est contrôlée à 0,1-0,5 mm, avec une force de roulement de 1000-1500 tonnes. La tolérance d'épaisseur finale est de ± 0,05 mm.
Recuit: la plaque roulée froide - est maintenue dans un four de recuit à vide à 700-750 degrés pendant 2 à 4 heures pour éliminer le durcissement du travail et restaurer la plasticité. Après recuit, la dureté est réduite à HV150-180, et l'allongement est augmenté à plus de 25%.
Polissage de surface: le polissage mécanique ou le polissage électrolytique est utilisé pour réduire la rugosité de surface en dessous de la RA0,8 μm, répondant aux exigences de qualité de surface élevées des implants médicaux et d'autres applications.
POST - Traitement et test
Les plaques de titane finies subissent une série de procédures de traitement et de test de poste -:
Couper et couler: la coupe au laser ou à l'eau est utilisée pour couper les plaques de titane en tailles spécifiées. Les bords coupés sont chanfreinés (R0,5-1 mm) pour éviter la concentration de contrainte.
Les tests destructeurs non -: les tests à ultrasons (UT) sont utilisés pour détecter les défauts internes (tels que les inclusions et les fissures) avec une sensibilité allant jusqu'à 0,5 mm. Les tests de courant de Foucault (ET) sont utilisés pour dépister les fissures de surface à une vitesse allant jusqu'à 10 m / min. Test de performance: les tests de traction selon ASTM E8 ont donné une résistance à la traction supérieure ou égale à 240 MPa, une limite d'élasticité supérieure ou égale à 170 MPa, et un allongement supérieur ou égal à 24%. Les tests de corrosion selon ASTM G48 ont démontré un taux de corrosion inférieur ou égal à 0,001 mm / an dans une solution de NaCl de 3,5%.
Emballage et protection: les plaques de titane sont enduites d'huile de rouille anti- et enrobée de film de rouille anti- de phase de vapeur VCI. Les caisses en bois sont remplies de planches en mousse pour éviter les vibrations de transport.
De l'éponge de titane à la plaque de titane de précision élevée -, le traitement de l'alliage de titane GR1 est une poursuite méticuleuse de la température, de la déformation et de la pureté. L'optimisation de chaque paramètre de processus incarne l'intégration profonde de la science des matériaux et de la technologie d'ingénierie, contribuant finalement au statut irremplaçable de ce "tout - métal rond" sur le marché final élevé -.
