Стъпка 1: Вземете RавMматериали
За да направите заготовка за титаниева тръба, първата стъпка е да имате квалифицирани суровини. Титанът в земната кора съществува главно под формата на титанов диоксид в минерали като рутил и илменит. Чрез поредица от сложни химични реакции, главно обработка на рудата с хлор и въглерод и след това реакция с метален магнезий, накрая се получава порест и рохкав чист титан като гъба, който се нарича "гъбест титан". Името му е много описателно, защото външният вид и текстурата му наистина приличат на сива метална гъба. Това е основата за цялата последваща обработка и нейната чистота пряко определя качеството на крайната заготовка за туба. След като получат гъбестия титан, работниците ще го натрошат на малки парчета с определена спецификация, за да се подготвят за следващата стъпка на топене.
Стъпка 2: Топене&КастингIна блокове
Насипният гъбест титан не може да се преработва директно в тръби. Трябва да се разтопи в един плътен метален слитък. Поради изключителната реактивност на титана при високи температури, той реагира енергично с кислорода, азота и други газове във въздуха. Следователно процесът на топене трябва да се извършва във вакуум или под защитата на инертни газове. Най-често използваният индустриален метод е "дъгово топене на консуматив във вакуум". Просто казано, гъбест титан и необходимите легиращи елементи (като алуминий и ванадий, използвани за производството на често използваната титанова сплав TC4) се пресоват в електроди. В голям, вакуумиран, водно{7}}охлаждаем меден тигел, електродите действат като „свещи“, генерирайки високо{8}}температурни дъги чрез само-наелектризиране, за да се разтопят. След това разтопеният титан се изпуска в тигел отдолу, за да се охлади и втвърди, образувайки първия титанов блок. За да се осигури еднакъв състав и отговарят на стандартите за чистота, този процес обикновено се повтаря два до три пъти. Полученият окончателен цилиндричен или квадратен титанов блок е "основният материал" за направата на тръбни заготовки.
Стъпка 3: Коване& Пиърсинг
С твърд титанов слитък в ръка, следващата стъпка е да го трансформирате в заготовка с куха тръба. Титановият слитък след топене има големи зърна и неравномерна вътрешна структура. Първо трябва да бъде изкован. Слитъкът се нагрява до подходяща температура (обикновено между 800 и 1000 градуса) и след това многократно се разклаща и изтегля с помощта на десет-хиляди-тона хидравлична преса или коващ чук. Този процес е като месене на тесто, което може да разруши големите зърна, да подобри микроструктурата и да уплътни всички възможни вътрешни дефекти, като значително подобрява механичните свойства на титановия материал. След коване се получава по-малък-размер, по-плътен прът. След това идва решаващата стъпка - пиърсинг. Най-класическият метод е „пробиване с кръстосано валцоване“, при който нагрятата титанова пръчка се изпраща между две насрещно-въртящи се ролки. Централните линии на ролките и щангата имат ъгъл. Под действието на триенето прътът се върти и придвижва едновременно, като в центъра е подложен на силно напрежение на срязване, като по този начин е "принуден" да бъде пробит отвор през него, образувайки първоначална куха тръба.
Стъпка 4: Прецизно навиване& Лечение
Грубите тръби, получени от пробиването, са все още доста груби, с неравномерна дебелина на стените и неточни размери. Необходима е допълнителна обработка. Това обикновено се постига чрез процеса на "валцоване на тръби", като например използване на мелница за студено валцуване. По време на този процес грубата тръба се поставя върху твърд дорник и се прекарва през специално оформен валяк тип -дупка. Докато валцоващата мелница се движи напред-назад, тръбата постепенно се навива, намалявайки дебелината на стената, намалявайки диаметъра и изглаждайки повърхността. Точността на размерите е значително подобрена. Чрез множество преминавания на студено валцуване и междинна топлинна обработка (известна като "отгряване", която има за цел да елиминира втвърдяването и стреса, причинени от обработката и да възстанови пластичността на материала), накрая се получава заготовка от титаниева тръба с прецизни размери и отлична производителност. Накрая, заготовката на тръбата се изправя, краищата се отрязват, повърхността се почиства (като измиване с киселина за отстраняване на оксидния котлен камък) и се провежда не-разрушителен тест, за да се гарантира, че няма вътрешни или повърхностни дефекти. По този начин се произвежда квалифицирана заготовка за титаниеви тръби, която се използва за производството на различни прецизни титанови тръби, необходими в космическата, химическата, медицинската и други области.
