Procesos de fabricación de barras de aleación de titanio

La producción de cubiertas de barras de aleación de titanio.preparación de materia prima, trabajo primario en caliente, trabajo secundario en frío, acabado de superficies, tratamiento térmico e inspección final. El titanio presenta una alta actividad a altas temperaturas, por lo que todo el proceso requiere un estricto control de temperatura y medidas antioxidantes. A continuación se muestra una explicación completa de cada procedimiento.

Las materias primas de aleación de titanio comienzan desderefundición por arco al vacío (VAR)o fusión por haz de electrones para producir lingotes de titanio calificados, que reducen eficazmente las impurezas y el contenido de gas (oxígeno, hidrógeno, nitrógeno).

• El lingote se corta en palanquillas cilíndricas de longitud fija según las especificaciones de producción.
• Las incrustaciones, grietas e inclusiones de la superficie de las palanquillas se eliminan aserrándolas, esmerilándolas y pelándolas para evitar que los defectos se propaguen durante el conformado posterior.
• Inspección previa: se llevan a cabo pruebas de composición química, macroestructura y calidad de la superficie para garantizar el cumplimiento de la materia prima.

Las palanquillas se calientan en un horno de calentamiento exclusivo.

• Temperatura de calentamiento: controlada entre 850 ℃ ~ 1150 ℃, variando con diferentes grados de titanio.
• Protección: Se adopta un recubrimiento antioxidante a alta temperatura o protección con gas inerte para evitar que el titanio reaccione con el oxígeno y el nitrógeno del aire para formar capas de óxido quebradizas y fragilidad por gas.
• Uniformidad del calentamiento: se requiere un calentamiento lento para evitar el estrés térmico interno y el agrietamiento de la palanquilla.

El trabajo en caliente es el procedimiento principal para la formación en masa de barras de aleación de titanio, incluido el laminado en caliente, el forjado en caliente y la extrusión en caliente. Mejora la microestructura y las propiedades mecánicas mediante la deformación plástica a alta temperatura.

Palanquilla calentada → Laminación continua de múltiples pasadas por laminador → Enfriamiento intermedio → Acabado de laminación multigrupo → Barra laminada semiacabada

1. Alta eficiencia de producción, adecuada para producción en masa, bajo costo integral entre todos los métodos de trabajo en caliente.
2. Amplio rango de tamaño ajustable: diámetro convencional8mm ~ 120mm, principalmente barras redondas. También se pueden producir barras cuadradas y barras planas mediante rodillos especiales.
3. La deformación es relativamente uniforme, pero la superficie tiene finas incrustaciones de óxido y ligeras líneas de rodadura, por lo que el acabado de la superficie es moderado.

Barras de titanio industriales convencionales, piezas estructurales mecánicas generales, accesorios para tuberías químicas y componentes ordinarios resistentes a la corrosión sin requisitos estrictos de precisión de la superficie.

Dividido enforja de martilloyprensa de forja, incluida la forja con matriz abierta y la forja con matriz cerrada.

Tocho calentado → Recalcado y estiramiento repetidos mediante equipo de forjado → Conformación al diámetro objetivo → Enfriamiento por aire o enfriamiento lento

1. Deformación plástica severa durante la forja, que refina completamente la estructura del grano, elimina defectos de fundición como la porosidad y la cavidad de contracción, y mejora en gran medida la compacidad, resistencia y tenacidad del material.
2. Excelente rendimiento para barras de grandes especificaciones: diámetro disponible hasta200 mm y más, el proceso preferido para barras de gran diámetro y alta resistencia.
3. Producción flexible, adecuada para lotes pequeños y especificaciones personalizadas.
4. En comparación con el laminado, la eficiencia de producción es menor y el costo es mayor.

Piezas estructurales de rodamientos aeroespaciales, componentes mecánicos de alta carga, barras de titanio de diámetro grueso para recipientes a presión y piezas clave que requieren propiedades mecánicas integrales.

Billet calentado uniformemente → Colocado en el cilindro de extrusión → Empujado por el ariete de extrusión → Pasa a través de una matriz de extrusión fija → Barra extruida continua

1. Esfuerzo de compresión tridimensional durante la extrusión, el metal tiene buena fluidez y la microestructura interna es extremadamente uniforme con un rendimiento estable.
2. Alta precisión dimensional y superficie original lisa; la capa de óxido es fina y fácil de eliminar.
3. Diámetro principal aplicable:15mm ~ 80mm, utilizado principalmente para barras de diámetro mediano y pequeño, y también puede producir barras de formas especiales.
4. El proceso es estable y la racionalización del material es continua, con una excelente resistencia a la fatiga.

Piezas en bruto de barras de alta precisión, palanquillas de tubos de titanio, piezas de sistemas hidráulicos aeroespaciales y productos semiacabados para trabajo en frío profundo.

El trabajo en frío se realiza entemperatura ambientebasados ​​en barras semiacabadas trabajadas en caliente, incluyendo principalmente el estirado en frío y el laminado en frío. No se produce oxidación a alta temperatura, centrándose en mejorar la tolerancia dimensional, la calidad de la superficie y la dureza de la superficie.

Barra trabajada en caliente → Decapado y descascarillado → Lubricación de superficies → Estirado en múltiples pasadas a través de troqueles de aleación dura → Enderezamiento → Barra estirada en frío semiacabada

1. Precisión dimensional ultraalta, tolerancia estricta del diámetro, excelente rectitud.
2. Superficie lisa similar a un espejo, sin líneas ni hoyos obvios; La rugosidad de la superficie es mucho mejor que la de los productos trabajados en caliente.
3. Efecto de endurecimiento por trabajo en frío: la resistencia y la dureza de la superficie aumentan, mientras que la ductilidad se reduce ligeramente.
4. Tamaño aplicable principal:Barras de pequeño diámetro de 8 mm ~ 20 mm.

Piezas de maquinaria de precisión, sujetadores estándar, espacios en blanco para implantes médicos, piezas de instrumentos y otros productos con requisitos estrictos de tamaño y superficie.

En principio es similar al estirado en frío, adoptando un grupo de rodillos para el conformado por laminación.

• Características: Deformación de la sección transversal más uniforme, mejor redondez, adecuado para barras delgadas y pequeñas.
• Uso coincidente: A menudo se combina con estirado en frío para optimizar aún más la superficie y el tamaño.

Nota: Antes del trabajo en frío, las barras trabajadas en caliente deben sometersedecapado y desincrustado(limpieza con solución ácida mixta) para eliminar completamente las incrustaciones de óxido de alta temperatura; de lo contrario, el troquel se desgastará y la superficie se rayará.

Después del conformado, se llevan a cabo una serie de tratamientos de acabado para cumplir con diferentes estándares de la industria y requisitos del cliente.

Las barras forjadas y laminadas en caliente con gruesas capas de óxido superficial o defectos se procesan mediante torneado.

• Función: Eliminar defectos superficiales, capas de óxido y capas descarburadas, lograr un diámetro exterior preciso y una superficie lisa.
• Orientación de grado: ampliamente utilizada para barras de titanio de grado aeroespacial y médico con requisitos de alta calidad.

Tratamiento superficial secundario después del torneado o trabajo en frío, incluido el pulido basto y el pulido fino.

• Efecto: Rugosidad de la superficie Ra ≤ 1,6 μm o incluso menor, logrando una superficie de alto brillo.
• Aplicación: Barras implantadas médicas, piezas de equipos de calidad alimentaria, componentes electrónicos de alta gama.

Las barras producirán una ligera deformación por flexión durante el laminado en caliente, el forjado, el estirado y el enfriamiento.

• Equipo: Enderezadora de rodillos múltiples o prensa enderezadora hidráulica.
• Propósito: Garantizar la rectitud general de la barra, que es un procedimiento necesario para los productos terminados.

Corte las barras largas y continuas en longitudes fijas según los pedidos y elimine las rebabas en los extremos rectificando para asegurar que las caras de los extremos estén limpias.

El tratamiento térmico se utiliza para ajustar la microestructura, optimizar las propiedades mecánicas y eliminar la tensión residual, que es un vínculo esencial para las barras de aleación de titanio. Los tipos comunes son los siguientes:

• Proceso: Calentar a 600 ℃ ~ 800 ℃, mantener la temperatura y luego enfriar lentamente.
• Función: Eliminar la tensión residual generada durante el trabajo en caliente/frío, restaurar la ductilidad y maquinabilidad del material, estabilizar la microestructura.
• Aplicable: Todo el titanio puro, aleaciones de titanio α y aleaciones de titanio α+β en general.

• Proceso: tratamiento con solución a alta temperatura seguido de fortalecimiento del envejecimiento a baja temperatura.
• Función: Mejorar significativamente la resistencia a la tracción, el límite elástico y la dureza.
• Aplicable: Aleaciones de titanio α+β reforzadas y tratables térmicamente (como TC4) y aleaciones de titanio β, utilizadas principalmente para piezas aeroespaciales de alta resistencia.

Tratamiento térmico de corta duración a baja temperatura, especial para barras trabajadas en frío, para eliminar el estrés del trabajo en frío manteniendo el efecto de endurecimiento por trabajo en frío.

Todas las barras terminadas deben pasar una inspección completa antes de la entrega:

1. Inspección dimensional: Diámetro, longitud, rectitud, redondez.
2. Inspección de superficie: Sin grietas, rayones, inclusiones y otros defectos.
3. Inspección de desempeño: Propiedades mecánicas, estructura metalográfica, prueba de dureza.
4. Pruebas no destructivas: pruebas ultrasónicas, pruebas de corrientes parásitas para detectar pequeños defectos internos.
5. Embalaje: embalaje a prueba de humedad y anticolisión, grado de marca, especificación, estado del tratamiento térmico, número de lote y estándares.

Lingote de aleación de titanio → Corte en palanquillas → Limpieza e inspección de superficies → Calefacción protegida contra altas temperaturas
→ Trabajo primario en caliente (laminado en caliente/forjado en caliente/extrusión en caliente) → Enfriamiento → Decapado y desincrustado
→ Trabajo secundario en frío (Estirado en frío / Laminado en frío, opcional) → Tratamiento térmico (Recocido / STA)
→ Enderezado → Corte de longitud fija → Torneado / Pulido (opcional) → Desbarbado de extremos
→ Inspección de calidad completa → Etiquetado y embalaje → Productos terminados

Apoyamos la producción personalizada de diversos grados y especificaciones de barras de aleación de titanio, incluidos los grados estándar ASTM/UNS como UNS R56320 Gr9, TC4 Gr5 y titanio puro Gr1/Gr2. Podemos personalizar la tecnología de procesamiento, la tolerancia de precisión y el tratamiento de superficies de acuerdo con sus escenarios de uso reales, estándares industriales y requisitos de dibujo, con informes completos de inspección de calidad y suministro estable. No dude en contactarnos para obtener parámetros técnicos, cotizaciones y soporte de muestras.

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