Βήμα 1: Λήψη RωMκεραίες
Για να φτιάξετε έναν σωλήνα τιτανίου κενό, το πρώτο βήμα είναι να έχετε κατάλληλες πρώτες ύλες. Το τιτάνιο στον φλοιό της γης υπάρχει κυρίως με τη μορφή διοξειδίου του τιτανίου σε ορυκτά όπως το ρουτίλιο και ο ιλμενίτης. Μέσω μιας σειράς πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων, κυρίως επεξεργασίας του μεταλλεύματος με χλώριο και άνθρακα, και στη συνέχεια αντίδραση με μεταλλικό μαγνήσιο, λαμβάνεται τελικά ένα πορώδες και χαλαρό καθαρό τιτάνιο σαν σφουγγάρι, το οποίο ονομάζεται «σπογγώδες τιτάνιο». Το όνομά του είναι πολύ περιγραφικό γιατί η εμφάνιση και η υφή του είναι πράγματι σαν ένα γκρι μεταλλικό σφουγγάρι. Αυτό είναι το θεμέλιο για όλες τις επόμενες επεξεργασίες και η καθαρότητά του καθορίζει άμεσα την ποιότητα του τελικού τυφλού σωλήνα. Αφού αποκτήσουν το σπόγγο τιτάνιο, οι εργαζόμενοι θα το σπάσουν σε μικρά κομμάτια συγκεκριμένης προδιαγραφής για να προετοιμαστούν για το επόμενο βήμα της τήξης.
Βήμα 2: Λιώσιμο&ΧύσιμοInto Ingots
Το χαλαρό σπόγγο τιτάνιο δεν μπορεί να υποστεί άμεση επεξεργασία σε σωλήνες. Πρέπει να λιώσει σε ένα ενιαίο, πυκνό μεταλλικό πλινθίο. Λόγω της εξαιρετικής αντιδραστικότητας του τιτανίου σε υψηλές θερμοκρασίες, αντιδρά έντονα με το οξυγόνο, το άζωτο και άλλα αέρια στον αέρα. Επομένως, η διαδικασία τήξης πρέπει να διεξάγεται σε κενό ή υπό την προστασία αδρανών αερίων. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη βιομηχανική μέθοδος είναι η «τήξη με αναλώσιμο τόξο υπό κενό». Με απλά λόγια, το σφουγγάρι τιτάνιο και τα απαραίτητα στοιχεία κραμάτων (όπως αλουμίνιο και βανάδιο, που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του συνήθως χρησιμοποιούμενου κράματος τιτανίου TC4) συμπιέζονται σε ηλεκτρόδια. Σε ένα μεγάλο, υπό κενό, υδρόψυκτο,-χάλκινο χωνευτήριο, τα ηλεκτρόδια λειτουργούν ως "κεριά", δημιουργώντας τόξα υψηλής-θερμοκρασίας με αυτοηλεκτρισμό-για να λιώσουν μόνα τους. Το λιωμένο τιτάνιο στη συνέχεια ρίχνεται σε ένα χωνευτήριο από κάτω για να κρυώσει και να στερεοποιηθεί, σχηματίζοντας το πρώτο πλινθίο τιτανίου. Για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη σύνθεση και να πληρούνται τα πρότυπα καθαρότητας, αυτή η διαδικασία συνήθως επαναλαμβάνεται δύο έως τρεις φορές. Η τελική κυλινδρική ή τετράγωνη ράβδος τιτανίου που λαμβάνεται είναι το "μητρικό υλικό" για την κατασκευή μπιγιετών σωλήνων.
Βήμα 3: Σφυρηλάτηση& Διάτρηση
Με ένα συμπαγές ράβδο τιτανίου στο χέρι, το επόμενο βήμα είναι να το μετατρέψετε σε ένα κοίλο κενό σωλήνα. Η ράβδος τιτανίου, μετά την τήξη, έχει μεγάλους κόκκους και ανομοιόμορφη εσωτερική δομή. Πρώτα πρέπει να σφυρηλατηθεί. Η ράβδος θερμαίνεται σε κατάλληλη θερμοκρασία (συνήθως μεταξύ 800 και 1000 μοίρες) και στη συνέχεια ανατρέπεται και τραβιέται επανειλημμένα χρησιμοποιώντας μια υδραυλική πρέσα ή σφυρί σφυρηλάτησης δέκα{5}}χιλιάδων- τόνων. Αυτή η διαδικασία μοιάζει με το ζύμωμα της ζύμης, που μπορεί να διασπάσει τους μεγάλους κόκκους, να βελτιώσει τη μικροδομή και να συμπυκνώσει τυχόν εσωτερικά ελαττώματα, ενισχύοντας σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού τιτανίου. Μετά τη σφυρηλάτηση, προκύπτει μια ράβδος μικρότερου-μεγέθους, πιο πυκνής. Στη συνέχεια έρχεται το κρίσιμο βήμα - διάτρησης. Η πιο κλασική μέθοδος είναι το "cross rolling piercing", όπου η θερμαινόμενη ράβδος τιτανίου αποστέλλεται ανάμεσα σε δύο μετρητές{13}}περιστρεφόμενους κυλίνδρους. Οι κεντρικές γραμμές των ρολών και η ράβδος έχουν γωνία. Υπό τη δράση της τριβής, η ράβδος περιστρέφεται και προχωρά ταυτόχρονα, και στο κέντρο, υπόκειται σε ισχυρή διατμητική τάση, «αναγκάζεται» έτσι να τρυπήσει μια τρύπα μέσα από αυτήν, σχηματίζοντας έναν αρχικό κοίλο σωλήνα.
Βήμα 4: Ρολάρισμα ακριβείας& Θεραπεία
Οι ακατέργαστοι σωλήνες που λαμβάνονται από το τρύπημα είναι ακόμα αρκετά χοντροκομμένοι, με ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος και ανακριβείς διαστάσεις. Απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία. Αυτό τυπικά επιτυγχάνεται μέσω της διαδικασίας "κύλισης σωλήνων", όπως η χρήση ενός μύλου ψυχρής έλασης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ο τραχύς σωλήνας τοποθετείται πάνω από έναν σκληρό άξονα και περνά μέσα από έναν ειδικά διαμορφωμένο κύλινδρο τύπου οπής-. Καθώς ο ελασματουργός κινείται εμπρός και πίσω, ο σωλήνας κυλίεται σταδιακά, μειώνοντας το πάχος του τοιχώματος, μειώνοντας τη διάμετρο και εξομαλύνοντας την επιφάνεια. Η ακρίβεια των διαστάσεων βελτιώνεται σημαντικά. Μέσω πολλαπλών διελεύσεων ψυχρής έλασης και ενδιάμεσης θερμικής επεξεργασίας (γνωστή ως "ανόπτηση", η οποία στοχεύει στην εξάλειψη της σκλήρυνσης και της καταπόνησης που προκαλείται από την επεξεργασία και την αποκατάσταση της πλαστικότητας του υλικού), επιτυγχάνεται τελικά ένα τυφλό σωλήνα τιτανίου με ακριβείς διαστάσεις και εξαιρετική απόδοση. Τέλος, το τυφλό σωλήνα ισιώνεται, τα άκρα κόβονται, η επιφάνεια καθαρίζεται (όπως πλύση με οξύ για την αφαίρεση αλάτων οξειδίου) και διεξάγεται μη καταστροφική δοκιμή για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν εσωτερικά ή επιφανειακά ελαττώματα. Με αυτόν τον τρόπο, παράγεται ένα κατάλληλο τυφλό σωλήνα τιτανίου, το οποίο χρησιμοποιείται για την κατασκευή διαφόρων σωλήνων τιτανίου ακριβείας που απαιτούνται στον αεροδιαστημικό, χημικό, ιατρικό και άλλους τομείς.
