Titán je pozoruhodný kov známy svojim vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti, vynikajúcou odolnosťou proti korózii a biokompatibilitou. Tieto vlastnosti z neho robia obľúbenú voľbu v rôznych priemyselných odvetviach vrátane letectva, medicíny a chemického spracovania. Ako dodávateľ titánu často dostávam otázky o tom, ako sa titán formuje do rôznych tvarov, aby vyhovoval rôznym potrebám našich zákazníkov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do rôznych metód používaných na tvarovanie titánu a upozorním na niektoré produkty, ktoré ponúkame.
Extrakcia titánu a počiatočné spracovanie
Predtým, ako budeme môcť diskutovať o procese tvarovania, je dôležité pochopiť, ako sa titán získava z jeho rudy. Titánová ruda, typicky ilmenit alebo rutil, sa najskôr ťaží a potom spracováva na extrakciu oxidu titaničitého. Ten sa potom sériou chemických reakcií premení na chlorid titaničitý. Chlorid titaničitý sa ďalej redukuje na hubovitý titán pomocou horčíka alebo sodíka v Krollovom procese. Táto titánová huba sa potom roztaví a odleje do ingotov, ktoré slúžia ako východiskový materiál pre väčšinu titánových produktov.
Tvarovanie titánu kovaním
Kovanie je jednou z najstarších a najpoužívanejších metód tvarovania kovov vrátane titánu. V procese kovania sa titánový ingot zahreje na špecifickú teplotu a potom sa vyklepe alebo zlisuje do požadovaného tvaru. Tento proces sa môže uskutočniť pomocou techník kovania v otvorenej alebo uzavretej zápustke.
Voľné kovanie zahŕňa tvarovanie titánu medzi dvoma plochými alebo mierne tvarovanými zápustkami. Táto metóda umožňuje vysoký stupeň flexibility a často sa používa pre veľké diely alebo diely na mieru. Na druhej strane kovanie v uzavretej zápustke používa sadu zápustiek, ktoré úplne uzatvárajú titán, čo vedie k presnejšiemu a zložitejšiemu tvaru. Kovanie nielen tvaruje titán, ale tiež zlepšuje jeho mechanické vlastnosti vyrovnaním štruktúry zŕn kovu.
Valcovanie titánu na plechy a dosky
Valcovanie je ďalšou bežnou metódou používanou na tvarovanie titánu do plechov a dosiek. Pri tomto procese prechádza titánový ingot cez sériu valcov, aby sa zmenšila jeho hrúbka a zväčšila sa jeho dĺžka a šírka. Proces valcovania sa môže uskutočňovať buď pri vysokých alebo nízkych teplotách, v závislosti od požadovaných vlastností konečného produktu.
Valcovanie za tepla sa zvyčajne používa na výrobu hrubých plechov a vykonáva sa pri teplotách vyšších ako je teplota rekryštalizácie titánu. To umožňuje ľahkú deformáciu kovu a výsledkom je jemnozrnná štruktúra s dobrými mechanickými vlastnosťami. Na druhej strane valcovanie za studena sa používa na výrobu tenších plechov a vykonáva sa pri izbovej teplote. Valcovanie za studena môže zlepšiť povrchovú úpravu a rozmerovú presnosť titánu, ale tiež zvyšuje jeho tvrdosť a znižuje jeho ťažnosť.
Jedným z produktov, ktoré ponúkame, jeAMS4911 ASTM B265 6al4v Titánová doska triedy 5, sa vyrába kombináciou procesov valcovania za tepla a za studena. Tento druh titánu je známy svojou vysokou pevnosťou, vynikajúcou odolnosťou proti korózii a dobrou zvárateľnosťou, vďaka čomu je vhodný pre širokú škálu aplikácií v leteckom, námornom a medicínskom priemysle.
Extrúzia titánu
Extrúzia je proces, pri ktorom sa titánový blok pretláča cez matricu, aby sa vytvoril súvislý tvar s konštantným prierezom. Táto metóda sa bežne používa na výrobu rúr, tyčí a profilov. Proces extrúzie sa môže uskutočňovať buď pri vysokých alebo nízkych teplotách, v závislosti od zložitosti tvaru a vlastností titánu.
Extrúzia za tepla sa zvyčajne používa na výrobu zložitých tvarov a vykonáva sa pri teplotách vyšších ako je teplota rekryštalizácie titánu. To umožňuje, aby kov ľahko prúdil cez matricu a výsledkom je hladká povrchová úprava. Na druhej strane extrúzia za studena sa používa na výrobu jednoduchých tvarov a vykonáva sa pri izbovej teplote. Vytláčanie za studena môže zlepšiť mechanické vlastnosti titánu, ale vyžaduje aj vyššie sily a môže viesť k niektorým povrchovým defektom.
Obrábanie titánu
Obrábanie je proces odstraňovania materiálu z titánového obrobku pomocou rôznych rezných nástrojov. Táto metóda sa používa na výrobu dielov so zložitými tvarmi a presnými rozmermi. Obrábanie titánu môže byť náročné kvôli jeho vysokej pevnosti, nízkej tepelnej vodivosti a sklonu k mechanickému spevneniu. So správnymi nástrojmi a technikami je však možné dosiahnuť vysokokvalitné výsledky.
Bežné operácie obrábania titánu zahŕňajú sústruženie, frézovanie, vŕtanie a brúsenie. Sústruženie zahŕňa otáčanie obrobku, zatiaľ čo rezný nástroj odstraňuje materiál z jeho vonkajšieho povrchu. Frézovanie je podobné sústruženiu, ale zahŕňa rotačný rezný nástroj, ktorý sa pohybuje pozdĺž obrobku a odstraňuje materiál. Vŕtanie sa používa na vytváranie otvorov v titáne, zatiaľ čo brúsenie sa používa na konečnú úpravu povrchu obrobku, aby sa dosiahol hladký a presný povrch.
Zváranie titánu
Zváranie je proces používaný na spojenie dvoch alebo viacerých titánových častí dohromady. Táto metóda sa bežne používa pri výrobe konštrukcií a komponentov, ako sú rámy lietadiel a lekárske implantáty. Zváranie titánu môže byť náročné kvôli jeho vysokej reaktivite s kyslíkom, dusíkom a vodíkom pri vysokých teplotách. Preto je dôležité použiť ochranný plyn, ako je argón alebo hélium, na ochranu oblasti zvaru pred kontamináciou.
Pre titán je možné použiť niekoľko zváracích techník, vrátane zvárania plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW), plynového oblúkového zvárania kovov (GMAW) a zvárania elektrónovým lúčom (EBW). GTAW, tiež známe ako zváranie TIG, je obľúbenou metódou zvárania titánu vďaka presnému riadeniu a kvalitným zvarom. GMAW, tiež známe ako zváranie MIG, je rýchlejšia a ekonomickejšia metóda, ale na dosiahnutie dobrých výsledkov si vyžaduje viac zručností a skúseností. EBW je vysokoenergetický zvárací proces, ktorý sa používa na zváranie hrubých titánových súčiastok a dokáže dosiahnuť hlboký prienik zvaru s minimálnym skreslením.
Ďalšie metódy tvarovania a produkty
Okrem vyššie uvedených metód sa na tvarovanie titánu používa niekoľko ďalších techník, vrátane práškovej metalurgie, investičného liatia a 3D tlače. Prášková metalurgia zahŕňa stláčanie a spekanie titánového prášku na vytvorenie pevnej časti. Investičné liatie je proces používaný na výrobu zložitých tvarov s vysokou presnosťou a hladkou povrchovou úpravou. 3D tlač, známa aj ako aditívna výroba, umožňuje vytvárať prispôsobené titánové diely so zložitými geometriami.
Jeden z našich jedinečných produktov,Plsť z titánových vlákien poplatená elektrolýzou PEM, sa vyrába pomocou špecializovaného výrobného procesu. Tento produkt sa používa v systémoch elektrolýzy s protónovou výmennou membránou (PEM) na výrobu vodíka a ponúka vynikajúcu katalytickú aktivitu a trvanlivosť. Ďalší produkt,Filtračné vrecko z titánového drôteného pletiva, je vyrobený z tkaného titánového drôtu a používa sa na filtračné aplikácie v rôznych priemyselných odvetviach vrátane chemického spracovania a úpravy vody.
Záver
Ako dodávateľ titánu chápeme dôležitosť poskytovania vysokokvalitných produktov, ktoré spĺňajú špecifické potreby našich zákazníkov. Využitím rôznych metód tvarovania sme schopní ponúknuť širokú škálu titánových produktov v rôznych tvaroch a veľkostiach. Či už potrebujete jednoduchú titánovú platňu alebo komplexný diel s vlastným tvarom, máme odborné znalosti a schopnosti, aby sme splnili vaše požiadavky.
Ak máte záujem o kúpu titánových produktov alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa našej ponuky, neváhajte nás kontaktovať. Náš tím odborníkov vám rád pomôže s vašimi potrebami v oblasti obstarávania a poskytne vám podrobné informácie o našich produktoch a službách.
Referencie
-Príručka ASM, zväzok 14A: Kovoobrábanie: hromadné tvarovanie
-Titanium: A Technical Guide, Tretie vydanie od Dona Eylona
-Zváranie titánu a titánových zliatin od Johna C. Lippolda
