Technológia spracovania a aplikácie kovových materiálov

Sep 09, 2025 Zanechajte správu

Výrobné metódy bezšvíkových predvalkov z titánovej zliatiny zahŕňajú najmä dierovanie a extrúziu a šikmé valcovanie. Spôsob dierovania a vytláčania vo všeobecnosti zahŕňa priame vytláčanie zahriatych titánových ingotov do tvaru dutého pohára vo vytláčacom valci prostredníctvom mazania. Šikmé valcované dierovanie využíva valce a pevné vodiace dosky na rýchle pretláčanie predvalkov z titánovej zliatiny cez pevný tŕň, aby sa získali bezšvíkové predvalky. Metóda prepichovania a vytláčania má väčšiu flexibilitu pri výrobe predvalkov rúr, môže vyrábať predvalky rúr rôznych špecifikácií a v dôsledku veľkej deformácie počas vytláčania môže lámať zrná, aby sa dosiahlo spevnenie jemného zrna. Okrem toho má táto metóda trojsmerné napätie počas extrúzie, čo umožňuje výrobu predvalkov rúr z kovov s nízkou plasticitou. Metóda dierovania a vytláčania má však vysokú spotrebu kovu pri výrobe predvalkov, spôsobuje značné opotrebovanie použitých foriem a zariadenie je zložité s vysokými investičnými nákladmi. Okrem toho je ťažké zaručiť kvalitu povrchu výrobkov. Spôsob prepichovania a vytláčania možno ďalej rozdeliť na vytláčanie dopredu a vytláčanie dozadu. Spätné pretláčanie sa často používa pre rúry s veľkým-priemerom a vysokým{10}}deformačným{11}}odporom. K. Srinivasan a kol. overila realizovateľnosť použitia otvorených lisovníc na vytláčanie komerčných čistých titánových rúrok. Výsledky ukázali, že spätná extrúzia s otvorenou matricou vyžaduje menšiu silu ako extrúzia dopredu a kvalita povrchu titánových rúrok vyrobených spätnou extrúziou v otvorenej matrici je vyššia s menšou spotrebou maziva. Je však vhodný len na výrobu kratších rúrových tvaroviek. Dierovanie šikmým valcovaním má menšie opotrebenie kovu a formy počas výroby predvalkov rúr a má nižšie požiadavky na podmienky mazania pri zabezpečení kvality povrchu produktu. Použité zariadenie je tiež jednoduchšie a má nižšie investičné náklady. Výrobné náklady tejto metódy sú približne 50-70 % nákladov na dierovanie a vytláčanie. Šikmé valcovanie má tiež zjavné nevýhody, ako je výroba relatívne monotónnych rúrových predvalkov so zlou flexibilitou a nízkou deformáciou, a nie je vhodné pre tenkostenné rúrkové predvalky.

Titanium alloy seamless tube billet

Valcovanie je základným procesom tvarovania bezšvíkových rúr z titánovej zliatiny. Podľa rôznych podmienok valcovania sa dá rozdeliť na valcovanie za tepla a valcovanie za studena. Valcovanie za tepla je proces valcovania predvalkov rúr pri určitej teplote, zvyčajne nastavenej pod teplotu rekryštalizácie. Valcovanie za studena je proces valcovania predvalkov rúr pri izbovej teplote. Vo všeobecnosti valcovanie za tepla spôsobuje väčšie opotrebovanie formy a valcov valcovacej stolice a má menej presnú kontrolu nad rozmerovou presnosťou v porovnaní s valcovaním za studena. Preto je valcovanie za studena vhodnejšou voľbou na výrobu bezšvíkových rúr z titánovej zliatiny. Podľa rôznych valcovacích stolíc používaných pri valcovaní za studena ho možno ďalej rozdeliť na dva-valcovanie za studena a tri-valcovanie za studena. Prierez-drážky valca dvojvalcovej stolice sa postupne mení a počas procesu valcovania sa tŕň a predvalok rúry prerušovane otáčajú a posúvajú. Dvojvalcovým valcovaním za studena sa dá dosiahnuť zmenšenie veľkého priemeru, má vysokú efektivitu výroby, ale zariadenie je zložité, valce sa ťažko vymieňajú a povrchová úprava a rozmerová presnosť valcovaných rúr nie sú dobré. Tri-valcový mlyn má tri valce rozmiestnené pod uhlom 120 stupňov okolo rúrkového bloku a prierezy drážok valcov týchto troch valcov sú rovnaké a tvoria kruhový typ otvoru. Počas procesu valcovania kľukové vahadlo a systém tyčí poháňajú posúvač a rám valca, aby vykonávali vratný lineárny pohyb. Trojvalcové zariadenie na valcovanie za studena je relatívne jednoduché, výmena nástroja je pohodlná a deformácia je rovnomerná. Kvalita povrchu valcovaných rúr je dobrá, ale deformácia počas valcovania je malá a efektívnosť výroby je nízka.

 

Parametre procesu valcovania majú významný vplyv na výkon a kvalitu rúr. Parametre procesu valcovania rúr zahŕňajú veľkosť deformácie, priechody valcovania, množstvo posuvu a rýchlosť valcovania. (1) Veľkosť deformácie: Veľkosť deformácie má vplyv na valcovaciu silu potrebnú na valcovanie rúr, kvalitu povrchu valcovaných rúr, tepelný efekt deformácie a mikroštruktúru a vlastnosti rúr po valcovaní. Qi Yunlian a kol. študovali vplyv deformácie pri valcovaní za studena na mikroštruktúru a vlastnosti rúr z titánovej zliatiny Ti-1300 a zistili, že keď sa deformácia pri valcovaní za studena zvýšila z 20 % na 30 %, zlepšila sa pevnosť v ťahu aj plasticita. Pevnosť sa zvýšila z 1207,5 MPa na 1223,5 MPa a predĺženie sa zvýšilo z 12,75 % na 13,25 %. (2) Rýchlosť posuvu Rýchlosť posuvu ovplyvňuje nielen efektivitu výroby valcovaných rúr, ale ovplyvňuje aj kvalitu povrchu výrobkov. Ak je rýchlosť posuvu príliš malá, rýchlosť výroby bude nízka. Ak je príliš veľký, rúrky môžu mať chyby, ako sú otrepy, elipticita a nerovnomerná hrúbka steny, ktoré vážne ovplyvňujú kvalitu rúr. (3) Valcovacie priechody V procese valcovania nie je zvyčajne možné valcovať rúry podľa požadovaných špecifikácií v jednom priechode. Na získanie požadovaných produktov je potrebných niekoľko prechodov. Hoci zvýšenie počtu valcovacích prechodov môže znížiť deformáciu potrebnú pri každom prechode a viesť k rúram s rovnomernejšou hrúbkou steny, príliš veľa prechodov zvýši výrobné náklady a inklúzie generované počas procesu valcovania môžu poškodiť kvalitu povrchu rúr pri viacerých prechodoch.