Processus de fabrication de barres en alliage de titane

La production de couvercles de barres en alliage de titanepréparation des matières premières, travail à chaud primaire, travail à froid secondaire, finition de surface, traitement thermique et inspection finale. Le titane présente une activité élevée à haute température, de sorte que l’ensemble du processus nécessite un contrôle strict de la température et des mesures anti-oxydation. Vous trouverez ci-dessous une description complète de chaque procédure.

Les matières premières en alliage de titane commencent à partir derefusion à l'arc sous vide (VAR)ou fusion par faisceau d'électrons pour produire des lingots de titane qualifiés, qui réduisent efficacement les impuretés et la teneur en gaz (oxygène, hydrogène, azote).

• Le lingot est découpé en billettes cylindriques de longueur fixe selon les spécifications de production.
• Les calamines superficielles, les fissures et les inclusions sur les billettes sont éliminées par sciage, meulage et pelage afin d'éviter la propagation des défauts lors du formage ultérieur.
• Pré-inspection : des tests de composition chimique, de macrostructure et de qualité de surface sont effectués pour garantir la conformité des matières premières.

Les billettes sont chauffées dans un four de chauffage dédié.

• Température de chauffage : contrôlée entre 850 ℃ et 1 150 ℃, variant selon les différentes qualités de titane.
• Protection : un revêtement anti-oxydation à haute température ou une protection contre les gaz inertes est adopté pour empêcher le titane de réagir avec l'oxygène et l'azote de l'air pour former des couches d'oxyde cassantes et une fragilisation par les gaz.
• Uniformité du chauffage : Un chauffage lent est nécessaire pour éviter les contraintes thermiques internes et la fissuration de la billette.

Le travail à chaud est la principale procédure de formage en vrac de barres en alliage de titane, y compris le laminage à chaud, le forgeage à chaud et l'extrusion à chaud. Il améliore la microstructure et les propriétés mécaniques grâce à la déformation plastique à haute température.

Billet chauffé → Laminage continu multi-passes par laminoir → Refroidissement intermédiaire → Finition par laminage multi-groupes → Barre laminée semi-finie

1. Efficacité de production élevée, adaptée à la production de masse, faible coût global parmi toutes les méthodes de travail à chaud.
2. Large plage de tailles réglables : diamètre conventionnel8mm ~ 120mm, principalement des barres rondes. Les barres carrées et les barres plates peuvent également être produites via des rouleaux spéciaux.
3. La déformation est relativement uniforme, mais la surface présente une fine couche d'oxyde et de légères lignes de roulement, de sorte que la finition de surface est modérée.

Barres de titane industrielles conventionnelles, pièces structurelles mécaniques générales, accessoires de pipelines chimiques et composants ordinaires résistants à la corrosion sans exigences strictes en matière de précision de surface.

Divisé enforgeage au marteauetforgeage à la presse, y compris le matriçage ouvert et le matriçage fermé.

Billet chauffé → Refoulement et étirement répétés par un équipement de forgeage → Formage au diamètre cible → Refroidissement par air ou refroidissement lent

1. Déformation plastique sévère pendant le forgeage, qui affine complètement la structure des grains, élimine les défauts de coulée tels que la porosité et la cavité de retrait, et améliore considérablement la compacité, la résistance et la ténacité du matériau.
2. Excellentes performances pour les barres de grandes spécifications : diamètre disponible jusqu'à200 mm et plus, le procédé privilégié pour les barres de grand diamètre à haute résistance.
3. Production flexible, adaptée aux spécifications en petits lots et personnalisées.
4. Par rapport au laminage, l’efficacité de la production est inférieure et le coût est plus élevé.

Pièces structurelles de roulements aérospatiaux, composants mécaniques à forte charge, barres en titane de diamètre épais pour récipients sous pression et pièces clés nécessitant des propriétés mécaniques complètes élevées.

Billet uniformément chauffé → Placer dans le cylindre d'extrusion → Poussé par le vérin d'extrusion → Passer à travers la filière d'extrusion fixe → Barre extrudée continue

1. Contrainte de compression tridimensionnelle pendant l'extrusion, le métal a une bonne fluidité et la microstructure interne est extrêmement uniforme avec des performances stables.
2. Précision dimensionnelle élevée et surface d'origine lisse ; la couche d'oxyde est fine et facile à enlever.
3. Diamètre principal applicable :15mm ~ 80mm, principalement utilisé pour les barres de moyen et petit diamètre, et peut également produire des barres de forme spéciale.
4. Le processus est stable et la rationalisation du matériau est continue, avec une résistance à la fatigue exceptionnelle.

Ebauches de barres de haute précision, billettes de tubes en titane, pièces de systèmes hydrauliques aérospatiaux et produits semi-finis pour l'usinage à froid en profondeur.

L'écrouissage est effectué àtempérature ambianteà base de barres semi-finies travaillées à chaud, comprenant principalement l'étirage à froid et le laminage à froid. Aucune oxydation à haute température ne se produit, l'accent étant mis sur l'amélioration de la tolérance dimensionnelle, de la qualité de la surface et de la dureté de la surface.

Barre travaillée à chaud → Décapage & décalaminage → Lubrification de surface → Etirage multi-passes sur matrices en alliage dur → Redressage → Barre étirée à froid semi-finie

1. Précision dimensionnelle ultra élevée, tolérance stricte du diamètre, excellente rectitude.
2. Surface lisse semblable à un miroir, sans lignes ni creux évidents ; la rugosité de la surface est bien meilleure que celle des produits travaillés à chaud.
3. Effet d'écrouissage à froid : la résistance et la dureté de la surface sont augmentées, tandis que la ductilité est légèrement réduite.
4. Taille principale applicable :Barres de petit diamètre de 8 mm à 20 mm.

Pièces de machines de précision, fixations standard, ébauches d'implants médicaux, pièces d'instruments et autres produits soumis à des exigences strictes en matière de taille et de surface.

Semblable en principe à l'étirage à froid, adoptant un groupe de rouleaux pour le formage par laminage.

• Caractéristiques : déformation de section plus uniforme, meilleure rondeur, adaptée aux barres fines et petites.
• Utilisation adaptée : souvent associé à l’étirage à froid pour optimiser davantage la surface et la taille.

Remarque : Avant l'écrouissage à froid, les barres travaillées à chaud doivent subirdécapage et détartrage(nettoyage avec une solution acide mélangée) pour éliminer complètement le tartre d'oxyde à haute température, sinon la matrice sera usée et la surface sera rayée.

Après le formage, une série de traitements de finition sont effectués pour répondre aux différentes normes industrielles et exigences des clients.

Les barres forgées à chaud et laminées à chaud présentant d'épaisses couches d'oxyde de surface ou des défauts sont traitées par tournage.

• Fonction : élimine les défauts de surface, les couches d'oxyde et les couches décarburées, obtient un diamètre extérieur précis et une surface lisse.
• Orientation de qualité : largement utilisée pour les barres en titane de qualité aérospatiale et médicale avec des exigences de qualité élevées.

Traitement de surface secondaire après tournage ou écrouissage, comprenant le polissage grossier et le polissage fin.

• Effet : Rugosité de surface Ra ≤ 1,6 μm ou même inférieure, permettant d'obtenir une surface très brillante.
• Application : Barres implantées médicales, pièces d’équipement de qualité alimentaire, composants électroniques haut de gamme.

Les barres produiront une légère déformation par flexion pendant le laminage à chaud, le forgeage, l’étirage et le refroidissement.

• Équipement : Machine à dresser multi-rouleaux ou presse à dresser hydraulique.
• Objectif : Assurer la rectitude globale de la barre, ce qui est une procédure nécessaire pour les produits finis.

Coupez les longues barres continues en longueurs fixes selon les commandes et éliminez les bavures aux extrémités par meulage pour garantir des faces d'extrémité nettes.

Le traitement thermique permet d'ajuster la microstructure, d'optimiser les propriétés mécaniques et d'éliminer les contraintes résiduelles, maillon essentiel des barres en alliage de titane. Les types courants sont les suivants :

• Processus : chauffer à 600 ℃ ~ 800 ℃, maintenir la température puis refroidir lentement.
• Fonction : Élimine les contraintes résiduelles générées lors du travail à chaud/à froid, restaure la ductilité et l'usinabilité du matériau, stabilise la microstructure.
• Applicable : Tous les titanes purs, les alliages de titane α et les alliages de titane α+β généraux.

• Processus : traitement en solution à haute température suivi d'un renforcement par vieillissement à basse température.
• Fonction : améliore considérablement la résistance à la traction, la limite d'élasticité et la dureté.
• Applicable : alliages de titane α+β renforcés traitables thermiquement (tels que TC4) et alliages de titane β, principalement utilisés pour les pièces aérospatiales à haute résistance.

Traitement thermique de courte durée à basse température, spécialement pour les barres écrouies, pour éliminer les contraintes de travail à froid tout en conservant l'effet d'écrouissage à froid.

Toutes les barres finies doivent passer une inspection complète avant la livraison :

1. Contrôle dimensionnel : Diamètre, longueur, rectitude, rondeur.
2. Inspection de surface : Pas de fissures, rayures, inclusions et autres défauts.
3. Contrôle des performances : Propriétés mécaniques, structure métallographique, test de dureté.
4. Contrôles non destructifs : tests par ultrasons, tests par courants de Foucault pour détecter de minuscules défauts internes.
5. Emballage : Emballage résistant à l'humidité et anti-collision, qualité de marque, spécifications, état de traitement thermique, numéro de lot et normes.

Lingot d'alliage de titane → Découpe en billettes → Nettoyage et inspection de surface → Chauffage protégé à haute température
→ Travail à chaud primaire (Laminage à chaud / Forgeage à chaud / Extrusion à chaud) → Refroidissement → Décapage et décalaminage
→ Travail à froid secondaire (étirage à froid / laminage à froid, en option) → Traitement thermique (recuit / STA)
→ Redressage → Coupe à longueur fixe → Tournage / Polissage (en option) → Ébavurage en bout
→ Inspection complète de la qualité → Étiquetage et emballage → Produits finis

Nous prenons en charge la production personnalisée de diverses qualités et spécifications de barres en alliage de titane, y compris les qualités standard ASTM/UNS telles que UNS R56320 Gr9, TC4 Gr5, titane pur Gr1/Gr2. Nous pouvons personnaliser la technologie de traitement, la tolérance de précision et le traitement de surface en fonction de vos scénarios d'utilisation réels, des normes industrielles et des exigences de dessin, avec des rapports d'inspection de qualité complets et un approvisionnement stable. N'hésitez pas à nous contacter pour les paramètres techniques, les devis et les échantillons.

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