Als belangrijk onderdeel van hoogwaardige drukvaten- houdt de productiekwaliteit van titaniumkoppen rechtstreeks verband met de veiligheid en betrouwbaarheid van apparatuur in zware omstandigheden. Titaniumlegering wordt veel gebruikt in de chemie, energie, ruimtevaart en andere gebieden vanwege de hoge sterkte, lage dichtheid, uitstekende corrosieweerstand en goede prestaties bij hoge temperaturen, maar de verwerkingsmoeilijkheden zijn ook aanzienlijk hoger dan die van gewone metalen. Het volgende is een systematische uitleg van het productieproces en de kwaliteitscontrole van titaniumkoppen, gebaseerd op de kenmerken van materialen van titaniumlegeringen.
Materiaaleigenschappen van titaniumlegeringen en verwerkingsuitdagingen
Titaniumlegeringen zijn gevoelig voor de volgende problemen bij de bewerking:
Hoge chemische activiteit: gemakkelijk te reageren met zuurstof, stikstof, waterstof en andere elementen bij hoge temperaturen, resulterend in verbrossing;
Slechte thermische geleidbaarheid: warmte concentreert zich gemakkelijk tijdens de verwerking, wat slijtage van het gereedschap en materiaalvervorming verergert;
Lage elastische modulus: grote rebound na vorming, moeilijk te controleren maatnauwkeurigheid;
Slechte slijtvastheid: gemakkelijk te verlijmen met mallen, wat de kwaliteit van het oppervlak aantast.
Daarom vereist de vervaardiging van titaniumkoppen speciale procesmaatregelen voor de bovengenoemde kenmerken.
Spinning-vormproces: precisievorming en procescontrole
Procesprincipe en aanpassingsvermogen
Het spinnen wordt geleidelijk uitgebreid door lokale puntvervorming, wat geschikt is voor titaniumlegeringen, materialen met smalle vervormingsintervallen. Vergeleken met algemeen stampen kan spinnen plotselinge spanning verminderen en het risico op barsten verminderen, vooral geschikt voor de vervaardiging van kleine en middelgrote- koppen met complexe vormen.
Kernpunten van het spinnen van titaniumlegeringen
Temperatuur-gecontroleerd spinnen: Verwarmd spinnen (300–500 graden) wordt vaak gebruikt om de plasticiteit van het materiaal te verbeteren en scheuren te verminderen.
Vorm en smering: De vorm moet een hoge hardheid en slijtvastheid hebben, en het oppervlak is vaak verchroomd of met een speciale coating; De smering moet gebaseerd zijn op smeermiddelen op fluor- of grafiet-basis met een goede stabiliteit bij hoge temperaturen om te voorkomen dat titanium zich aan mallen hecht;
Tussentijdse warmtebehandeling: uitgloeien (700-800 graden) moet worden uitgevoerd tussen meerdere spinsessies om verharding door het werk te elimineren en de plasticiteit te herstellen;
Snelheid en voedingsaanpassing: Gebruik lagere rotatiesnelheden en voedingssnelheden om weefselbeschadiging als gevolg van warmteophoping te voorkomen.
Lasproces: lasintegriteit en weefselprestatiegarantie
Selectie van lasmethode
Bij het splitsen van titaniumkoppen wordt vaak gebruik gemaakt van:
Wolfraam-inertgaslassen (GTAW): gebruikt voor dunne platen en kritische lassen;
Plasmabooglassen (PAW): geschikt voor middelzware en zware platen, met een kleine hitte-zone;
Laser-/elektronenstraallassen: gebruikt bij hoge-precisie-eisen met minimale vervorming.
Controle van het lasproces
Gasbescherming: argongas met een hoge- zuiverheid (groter dan of gelijk aan 99,999%) moet worden gebruikt, en de dweilafdekking en de rugbescherming moeten zo zijn ontworpen dat oxidatie aan de achterkant van de las wordt voorkomen;
Procesparameters: Controleer de warmte-inbreng strikt om grove korrels of de vorming van brosse fasen te voorkomen;
Passend lasmateriaal: Kies lasdraden die homogeen zijn aan het basismetaal of elementen met een lage speling hebben, zoals ERTi-5, ERTi-7, enz.
Warmtebehandeling en testen na- het lassen
Spanningsarmgloeien: meestal uitgevoerd bij 500-600 graden om restspanning te verminderen;
Oplossingsverouderingsbehandeling: geschikt voor of + titaniumlegeringen om de sterkte en taaiheid te verbeteren;
Niet-destructief onderzoek: 100% radiografisch onderzoek (RT) of ultrasoon onderzoek (UT), aangevuld met penetrantonderzoek (PT) om er zeker van te zijn dat de las vrij is van defecten.
Stempelgieten: maatnauwkeurigheid en controle van de oppervlaktekwaliteit
Behandeling van paneellassen
Controle van de resthoogte: de resthoogte van de las moet worden afgevlakt zodat deze gelijk ligt met het basismetaal om spanningsconcentratie en stromingsobstructie tijdens het stempelen te voorkomen;
Gladde overgangszone: De overgang tussen de las en het basismetaal moet glad zijn en de helling mag niet groter zijn dan 1:4.
Stempelprocesparameters
Koudstansen: geschikt voor dun-wandige koppen, maar let op terugslagcompensatie;
Heet stempelen: de gebruikelijke temperatuur is 600-800 graden om de vervormingsweerstand te verminderen, maar het is noodzakelijk om de vorming van oxidehuid te voorkomen;
Vormontwerp: Gezien het terugveren van de titaniumlegering moet de grootte van de vormholte dienovereenkomstig worden gecorrigeerd.
Oppervlakte- en randkwaliteit
Oxidelaagbehandeling: Na het thermovormen moet beitsen of zandstralen worden uitgevoerd om de oxidelaag te verwijderen;
Randverwerking: De afschuining is machinaal bewerkt om micro-scheurtjes veroorzaakt door thermisch snijden te voorkomen.
Het hele proceskwaliteitscontrolesysteem
Materiaalfabrieksinspectie: controleer het materiaalcertificaat, voer spectrale analyses uit en herinspectie van de mechanische eigenschappen;
Procesevaluatie en -supervisie: elk proces moet de evaluatie doorstaan, en de inspecteur volgt de belangrijkste processen gedurende het hele proces;
Afmetings- en positietolerantie: 3D-scannen of sjabloondetectie van kromming en contour;
Eindprestatietest: inclusief waterdruktest, luchtdichtheidstest en spanningscorrosietest (indien van toepassing).
Titaniumkoppen worden vervaardigd met een combinatie van geavanceerde- praktijken op het gebied van materiaalkunde, kunststofbewerking en lastechnologie. Door verfijnd spinnen, lassen met bescherming tegen inert gas en een gecontroleerd stempelproces, gecombineerd met strikte kwaliteitscontrole van het gehele-proces, kan worden gegarandeerd dat de kop langdurig stabiel blijft werken onder extreme omstandigheden zoals hoge druk, corrosie en straling. In de toekomst zal de productie van titaniumkoppen zich, met de toepassing van numerieke simulatie, intelligente detectie en andere technologieën, verder ontwikkelen in de richting van precisie en digitalisering.
