Processos de fabricação de barras de liga de titânio

A produção de barras de liga de titânio cobrepreparação de matéria-prima, trabalho primário a quente, trabalho secundário a frio, acabamento superficial, tratamento térmico e inspeção final. O titânio apresenta alta atividade em altas temperaturas, portanto todo o processo requer rigoroso controle de temperatura e medidas antioxidantes. Abaixo está uma elaboração completa de cada procedimento.

As matérias-primas de liga de titânio começam emrefusão por arco a vácuo (VAR)ou fusão por feixe de elétrons para produzir lingotes de titânio qualificados, que reduzem efetivamente as impurezas e o conteúdo de gases (oxigênio, hidrogênio, nitrogênio).

• O lingote é cortado em tarugos cilíndricos de comprimento fixo de acordo com as especificações de produção.
• Descamações superficiais, rachaduras e inclusões nos tarugos são removidas por serragem, retificação e descascamento para evitar a propagação de defeitos durante a conformação subsequente.
• Pré-inspeção: São realizados testes de composição química, macroestrutura e qualidade de superfície para garantir a conformidade da matéria-prima.

Os tarugos são aquecidos em um forno de aquecimento dedicado.

• Temperatura de aquecimento: Controlada entre 850°C ~ 1150°C, variando com diferentes graus de titânio.
• Proteção: Revestimento antioxidante de alta temperatura ou proteção de gás inerte é adotado para evitar que o titânio reaja com oxigênio e nitrogênio no ar para formar camadas de óxido quebradiças e fragilização de gás.
• Uniformidade de aquecimento: O aquecimento lento é necessário para evitar estresse térmico interno e rachaduras no tarugo.

O trabalho a quente é o principal procedimento para conformação em massa de barras de liga de titânio, incluindo laminação a quente, forjamento a quente e extrusão a quente. Melhora a microestrutura e as propriedades mecânicas através da deformação plástica em alta temperatura.

Tarugo aquecido → Laminação contínua multipasse por laminador → Resfriamento intermediário → Acabamento de laminação multigrupo → Barra laminada semiacabada

1. Alta eficiência de produção, adequada para produção em massa, baixo custo abrangente entre todos os métodos de trabalho a quente.
2. Grande faixa de tamanho ajustável: diâmetro convencional8mm ~ 120mm, principalmente barras redondas. Barras quadradas e planas também podem ser produzidas através de rolos especiais.
3. A deformação é relativamente uniforme, mas a superfície possui escamas finas de óxido e leves linhas de laminação, portanto o acabamento superficial é moderado.

Barras industriais convencionais de titânio, peças estruturais mecânicas em geral, acessórios para tubulações químicas e componentes comuns resistentes à corrosão, sem requisitos rígidos de precisão de superfície.

Dividido emforjamento de marteloeprensar forjamento, incluindo forjamento em matriz aberta e forjamento em matriz fechada.

Tarugo aquecido → Retorcamento e alongamento repetidos por equipamento de forjamento → Conformação até o diâmetro alvo → Resfriamento a ar ou resfriamento lento

1. Deformação plástica severa durante o forjamento, que refina totalmente a estrutura do grão, elimina defeitos de fundição, como porosidade e cavidade de contração, e melhora muito a compactação, resistência e tenacidade do material.
2. Excelente desempenho para barras de grandes especificações: diâmetro disponível até200mm e acima, o processo preferido para barras de grande diâmetro e alta resistência.
3. Produção flexível, adequada para pequenos lotes e especificações personalizadas.
4. Em comparação com a laminação, a eficiência da produção é menor e o custo é maior.

Peças estruturais de rolamentos aeroespaciais, componentes mecânicos de alta carga, barras de titânio de diâmetro espesso para vasos de pressão e peças-chave que exigem propriedades mecânicas abrangentes e altas.

Tarugo aquecido uniformemente → Colocado no cilindro de extrusão → Empurrado pelo aríete de extrusão → Passa pela matriz de extrusão fixa → Barra extrudada contínua

1. Tensão de compressão tridimensional durante a extrusão, o metal apresenta boa fluidez e a microestrutura interna é extremamente uniforme com desempenho estável.
2. Alta precisão dimensional e superfície original lisa; a camada de óxido é fina e fácil de remover.
3. Diâmetro aplicável principal:15mm ~ 80mm, usado principalmente para barras de médio e pequeno diâmetro, podendo também produzir barras de formatos especiais.
4. O processo é estável e a simplificação do material é contínua, com excelente resistência à fadiga.

Barras brutas de alta precisão, tarugos de tubos de titânio, peças de sistemas hidráulicos aeroespaciais e produtos semiacabados para trabalho a frio profundo.

O trabalho a frio é realizado emtemperatura ambientebaseado em barras semiacabadas trabalhadas a quente, incluindo principalmente trefilação e laminação a frio. Não ocorre oxidação em alta temperatura, com foco na melhoria da tolerância dimensional, qualidade superficial e dureza superficial.

Barra trabalhada a quente → Decapagem e desincrustação → Lubrificação de superfície → Trefilação multipasse através de matrizes de liga dura → Endireitamento → Barra semi-acabada estirada a frio

1. Precisão dimensional ultra-alta, tolerância estrita de diâmetro, excelente retilineidade.
2. Superfície lisa espelhada, sem linhas ou buracos óbvios; a rugosidade da superfície é muito melhor do que a dos produtos trabalhados a quente.
3. Efeito de endurecimento por trabalho a frio: a resistência superficial e a dureza aumentam, enquanto a ductilidade é ligeiramente reduzida.
4. Tamanho aplicável principal:Barras de pequeno diâmetro de 8 mm a 20 mm.

Peças de máquinas de precisão, fixadores padrão, espaços em branco para implantes médicos, peças de instrumentos e outros produtos com requisitos rigorosos de tamanho e superfície.

Semelhante à trefilação a frio em princípio, adotando grupo de rolos para laminação.

• Características: Deformação da seção transversal mais uniforme, melhor circularidade, adequada para barras finas e pequenas.
• Uso correspondente: Freqüentemente combinado com trefilação a frio para otimizar ainda mais a superfície e o tamanho.

Nota: Antes do trabalho a frio, as barras trabalhadas a quente devem ser submetidasdecapagem e descalcificação(limpeza com solução ácida mista) para remover completamente a incrustação de óxido de alta temperatura, caso contrário, a matriz será desgastada e a superfície será arranhada.

Após a conformação, uma série de tratamentos de acabamento são realizados para atender aos diferentes padrões da indústria e às necessidades dos clientes.

Barras forjadas e laminadas a quente com espessas camadas superficiais de óxido ou defeitos são processadas por torneamento em torno.

• Função: Remova defeitos superficiais, camadas de óxido e camadas descarbonetadas, obtenha diâmetro externo preciso e superfície lisa.
• Orientação de grau: Amplamente utilizado para barras de titânio de grau aeroespacial e médico com requisitos de alta qualidade.

Tratamento superficial secundário após torneamento ou trabalho a frio, incluindo polimento bruto e polimento fino.

• Efeito: Rugosidade superficial Ra ≤ 1,6 μm ou ainda inferior, alcançando superfície de alto brilho.
• Aplicação: Barras implantadas médicas, peças de equipamentos de qualidade alimentar, componentes eletrônicos de alta qualidade.

As barras produzirão ligeira deformação por flexão durante laminação a quente, forjamento, trefilação e resfriamento.

• Equipamento: Endireitadeira multirolos ou prensa endireitadora hidráulica.
• Objetivo: Garantir a retilineidade geral da barra, procedimento necessário para produtos acabados.

Corte as barras longas e contínuas em comprimentos fixos de acordo com os pedidos e remova rebarbas nas extremidades esmerilhando-as para garantir faces perfeitas.

O tratamento térmico é utilizado para ajustar a microestrutura, otimizar as propriedades mecânicas e eliminar tensões residuais, que é um elo essencial para barras de liga de titânio. Os tipos comuns são os seguintes:

• Processo: Aqueça a 600°C ~ 800°C, mantenha a temperatura e depois esfrie lentamente.
• Função: Eliminar a tensão residual gerada durante o trabalho a quente/frio, restaurar a ductilidade e usinabilidade do material, estabilizar a microestrutura.
• Aplicável: Todo titânio puro, ligas de titânio α e ligas gerais de titânio α+β.

• Processo: Tratamento com solução em alta temperatura seguido de fortalecimento do envelhecimento em baixa temperatura.
• Função: Melhora significativamente a resistência à tração, resistência ao escoamento e dureza.
• Aplicável: Ligas de titânio α+β reforçadas tratáveis ​​termicamente (como TC4) e ligas de titânio β, usadas principalmente para peças aeroespaciais de alta resistência.

Tratamento térmico de baixa temperatura e curta duração, especialmente para barras trabalhadas a frio, para eliminar o estresse do trabalho a frio, mantendo o efeito de endurecimento do trabalho a frio.

Todas as barras acabadas devem passar por uma inspeção completa antes da entrega:

1. Inspeção dimensional: Diâmetro, comprimento, retilineidade, circularidade.
2. Inspeção de superfície: Sem rachaduras, arranhões, inclusões e outros defeitos.
3. Inspeção de desempenho: Propriedades mecânicas, estrutura metalográfica, teste de dureza.
4. Testes não destrutivos: Testes ultrassônicos, testes de correntes parasitas para detectar pequenos defeitos internos.
5. Embalagem: Embalagem à prova de umidade e anticolisão, grau de marca, especificação, estado de tratamento térmico, número de lote e padrões.

Lingote de liga de titânio → Corte em tarugos → Limpeza e inspeção de superfície → Aquecimento protegido de alta temperatura
→ Trabalho a Quente Primário (Laminação a Quente / Forjamento a Quente / Extrusão a Quente) → Resfriamento → Decapagem e Descalcificação
→ Trabalho a Frio Secundário (Estiragem a Frio / Laminação a Frio, opcional) → Tratamento Térmico (Recozimento / STA)
→ Endireitamento → Corte de comprimento fixo → Torneamento / Polimento (opcional) → Rebarbação final
→ Inspeção de qualidade total → Rotulagem e embalagem → Produtos acabados

Apoiamos a produção personalizada de vários graus e especificações de barras de liga de titânio, incluindo graus padrão ASTM/UNS, como UNS R56320 Gr9, TC4 Gr5, titânio puro Gr1/Gr2. Podemos personalizar a tecnologia de processamento, tolerância de precisão e tratamento de superfície de acordo com seus cenários reais de uso, padrões da indústria e requisitos de desenho, com relatórios completos de inspeção de qualidade e fornecimento estável. Sinta-se à vontade para entrar em contato conosco para obter parâmetros técnicos, cotação e suporte de amostra.

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