Sebagai komponen utama-bekas tekanan tinggi, kualiti pembuatan kepala titanium berkaitan secara langsung dengan keselamatan dan kebolehpercayaan peralatan dalam persekitaran yang keras. Aloi titanium digunakan secara meluas dalam kimia, tenaga, aeroangkasa dan bidang lain kerana kekuatannya yang tinggi, ketumpatan rendah, rintangan kakisan yang sangat baik dan prestasi suhu tinggi yang baik, tetapi kesukaran pemprosesannya juga jauh lebih tinggi daripada logam biasa. Berikut adalah penjelasan sistematik proses pembuatan dan kawalan kualiti kepala titanium berdasarkan ciri-ciri bahan aloi titanium.
Ciri-ciri bahan aloi titanium dan cabaran pemprosesan
Aloi titanium terdedah kepada masalah berikut dalam pemesinan:
Aktiviti kimia yang tinggi: mudah bertindak balas dengan oksigen, nitrogen, hidrogen dan unsur-unsur lain pada suhu tinggi, mengakibatkan kerosakkan;
Kekonduksian terma yang lemah: haba mudah tertumpu semasa pemprosesan, yang memburukkan haus alat dan ubah bentuk bahan;
Modulus elastik rendah: lantunan besar selepas pembentukan, sukar untuk mengawal ketepatan dimensi;
Rintangan haus yang lemah: mudah diikat dengan acuan, menjejaskan kualiti permukaan.
Oleh itu, pembuatan kepala titanium memerlukan langkah-langkah proses khas untuk ciri-ciri di atas.
Proses pengacuan berputar: pembentukan ketepatan dan kawalan proses
Prinsip proses dan kebolehsuaian
Putaran secara beransur-ansur dilanjutkan melalui ubah bentuk titik tempatan, yang sesuai untuk aloi titanium, yang merupakan bahan dengan selang ubah bentuk yang sempit. Berbanding dengan pengecapan keseluruhan, putaran boleh mengurangkan tekanan mengejut dan mengurangkan risiko keretakan, terutamanya sesuai untuk pembuatan kepala bersaiz kecil dan sederhana-dengan bentuk yang kompleks.
Perkara utama berputar aloi titanium
Putaran terkawal suhu-: Putaran yang dipanaskan (300–500 darjah ) sering digunakan untuk meningkatkan keplastikan bahan dan mengurangkan keretakan.
Acuan dan pelinciran: Acuan perlu mempunyai kekerasan yang tinggi dan rintangan haus, dan permukaan selalunya adalah penyaduran krom atau salutan khas; Pelinciran hendaklah berasaskan pelincir berasaskan fluorin atau grafit-dengan kestabilan suhu tinggi yang baik untuk mengelakkan titanium daripada terikat dengan acuan;
Rawatan haba perantaraan: penyepuhlindapan (700–800 darjah ) hendaklah dijalankan antara beberapa sesi putaran untuk menghapuskan pengerasan kerja dan memulihkan keplastikan;
Padanan kelajuan dan suapan: Gunakan kelajuan putaran dan kadar suapan yang lebih rendah untuk mengelakkan kemerosotan tisu akibat pengumpulan haba.
Proses kimpalan: integriti kimpalan dan jaminan prestasi tisu
Pemilihan kaedah kimpalan
Penyambungan kepala titanium sering menggunakan:
Kimpalan gas lengai tungsten (GTAW): digunakan untuk plat nipis dan kimpalan kritikal;
Kimpalan arka plasma (PAW): sesuai untuk plat sederhana dan berat, dengan zon terkena haba yang kecil-;
Kimpalan pancaran laser/elektron: Digunakan dalam -keperluan ketepatan tinggi dengan ubah bentuk yang minimum.
Kawalan proses kimpalan
Perlindungan gas:-gas argon ketulenan tinggi ( Lebih daripada atau sama dengan 99.999%) mesti digunakan dan penutup mop dan peranti perlindungan belakang mesti direka bentuk untuk mengelakkan pengoksidaan pada bahagian belakang kimpalan;
Parameter proses: Kawal masukan haba dengan ketat untuk mengelakkan butiran kasar atau pembentukan fasa rapuh;
Padanan bahan kimpalan: Pilih wayar kimpalan yang homogen dengan logam asas atau mempunyai unsur kelegaan rendah, seperti ERTi-5, ERTi-7, dsb.
Pasca-rawatan dan ujian haba kimpalan
Penyepuhlindapan pelepasan tekanan: biasanya dilakukan pada 500–600 darjah untuk mengurangkan tekanan sisa;
Rawatan penuaan penyelesaian: sesuai untuk atau + aloi titanium untuk meningkatkan kekuatan dan keliatan;
Ujian tidak-memusnahkan: 100% ujian radiografik (RT) atau ujian ultrasonik (UT), ditambah dengan ujian penembusan (PT) untuk memastikan kimpalan bebas daripada kecacatan.
Pengacuan setem: ketepatan dimensi dan kawalan kualiti permukaan
Rawatan kimpalan panel
Kawalan ketinggian baki: ketinggian baki kimpalan perlu dilicinkan untuk disiram dengan logam asas untuk mengelakkan kepekatan tegasan dan halangan aliran semasa pengecapan;
Zon peralihan licin: Peralihan antara kimpalan dan logam asas hendaklah licin, dan cerun tidak boleh lebih besar daripada 1:4.
Parameter proses setem
Cop sejuk: sesuai untuk-kepala berdinding nipis, tetapi beri perhatian kepada pampasan lantunan;
Setem panas: Suhu biasa ialah 600–800 darjah untuk mengurangkan rintangan ubah bentuk, tetapi perlu untuk mengelakkan pembentukan skala oksida;
Reka bentuk acuan: Memandangkan lantunan semula aloi titanium, saiz rongga acuan perlu diperbetulkan dengan sewajarnya.
Kualiti permukaan dan tepi
Rawatan lapisan oksida: Selepas pembentukkan termo, penjerukan atau letupan pasir perlu dijalankan untuk mengeluarkan lapisan oksida;
Pemprosesan tepi: Serong dimesin untuk mengelakkan retakan-mikro yang disebabkan oleh pemotongan haba.
Sistem kawalan kualiti keseluruhan proses
Pemeriksaan kilang bahan: semak sijil bahan, jalankan analisis spektrum dan pemeriksaan semula-mekanikal;
Penilaian dan penyeliaan proses: setiap proses perlu lulus penilaian, dan pemeriksa menjejaki proses utama sepanjang proses;
Toleransi dimensi dan kedudukan: Pengimbasan 3D atau pengesanan templat kelengkungan dan kontur;
Ujian prestasi akhir: termasuk ujian tekanan air, ujian keketatan udara dan ujian kakisan tegasan (jika berkenaan).
Kepala titanium dihasilkan dengan gabungan-amalan canggih dalam sains bahan, pemesinan plastik dan teknologi kimpalan. Melalui putaran halus, kimpalan perlindungan gas lengai dan proses pengecapan terkawal, digabungkan dengan kawalan kualiti-seluruh proses yang ketat, bolehkah kepala dipastikan beroperasi secara stabil untuk masa yang lama dalam keadaan yang melampau seperti tekanan tinggi, kakisan dan sinaran. Pada masa hadapan, dengan aplikasi simulasi berangka, pengesanan pintar dan teknologi lain, pembuatan kepala titanium akan terus berkembang ke arah ketepatan dan pendigitalan.
