Τεχνολογία και εφαρμογή επεξεργασίας υλικού μετάλλου

Sep 09, 2025 Αφήστε ένα μήνυμα

Οι μέθοδοι παραγωγής μπιγιετ σωλήνων χωρίς ραφή από κράμα τιτανίου περιλαμβάνουν κυρίως διάτρηση και εξώθηση και λοξή διάτρηση κύλισης. Η μέθοδος διάτρησης και εξώθησης γενικά περιλαμβάνει απευθείας εξώθηση θερμαινόμενων πλινθωμάτων τιτανίου σε σχήμα κοίλου κυπέλλου σε κύλινδρο εξώθησης μέσω λίπανσης. Το λοξό τρύπημα κύλισης χρησιμοποιεί ρολά και σταθερές πλάκες οδηγών για να περάσουν γρήγορα τις ράβδους ράβδων από κράμα τιτανίου μέσω ενός σταθερού άξονα για να ληφθούν μπιγιέτες από σωλήνα χωρίς ραφή. Η μέθοδος διάτρησης και εξώθησης έχει μεγαλύτερη ευελιξία στην παραγωγή μπιγιετών σωλήνων, μπορεί να παράγει μπιγιέτες σωλήνων διαφόρων προδιαγραφών και λόγω της μεγάλης παραμόρφωσης κατά την εξώθηση, μπορεί να σπάσει τους κόκκους για να επιτύχει ενίσχυση λεπτών κόκκων. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος έχει τρεις-κατευθυντικές τάσεις κατά τη διάρκεια της εξώθησης, επιτρέποντας την παραγωγή σωλήνων από μέταλλα με χαμηλή πλαστικότητα. Ωστόσο, η μέθοδος διάτρησης και εξώθησης έχει υψηλή κατανάλωση μετάλλου στην παραγωγή σωλήνων, προκαλεί σημαντική φθορά στα καλούπια που χρησιμοποιούνται και ο εξοπλισμός είναι πολύπλοκος με υψηλό κόστος επένδυσης. Επιπλέον, η ποιότητα της επιφάνειας των προϊόντων είναι δύσκολο να εγγυηθεί. Η μέθοδος διάτρησης και εξώθησης μπορεί περαιτέρω να χωριστεί σε εξώθηση προς τα εμπρός και εξώθηση προς τα πίσω. Η εξώθηση προς τα πίσω χρησιμοποιείται συχνά για σωλήνες μεγάλης-διαμέτρου και υψηλής{10}}παραμόρφωσης-αντίστασης. Οι Κ. Srinivasan et al. επαλήθευσε τη σκοπιμότητα χρήσης ανοιχτών καλουπιών για την εξώθηση εμπορικών σωλήνων καθαρού τιτανίου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η προς τα πίσω εξώθηση ανοιχτής μήτρας απαιτεί λιγότερη δύναμη από την προς τα εμπρός εξώθηση και η ποιότητα της επιφάνειας των σωλήνων τιτανίου που παράγονται από την προς τα πίσω εξώθηση ανοιχτής μήτρας είναι υψηλότερη, με λιγότερη κατανάλωση λιπαντικού. Ωστόσο, είναι κατάλληλο μόνο για την κατασκευή βραχύτερων εξαρτημάτων σωλήνων. Το λοξό τρύπημα κύλισης έχει λιγότερη φθορά μετάλλου και καλουπιού κατά την παραγωγή σωλήνων και έχει χαμηλότερες απαιτήσεις για συνθήκες λίπανσης, διασφαλίζοντας παράλληλα την ποιότητα της επιφάνειας του προϊόντος. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται είναι επίσης πιο απλός και έχει χαμηλότερο κόστος επένδυσης. Το κόστος παραγωγής αυτής της μεθόδου είναι περίπου 50-70% αυτού του τρυπήματος και της εξώθησης. Το λοξό τρύπημα με κύλιση έχει επίσης προφανή μειονεκτήματα, όπως η παραγωγή σχετικά μονότονων μπιγιετών σωλήνων με κακή ευκαμψία και χαμηλή παραμόρφωση, και δεν είναι κατάλληλο για μπιγιέτες με λεπτά τοιχώματα.

Titanium alloy seamless tube billet

Η έλαση είναι μια απαραίτητη διαδικασία για τη διαμόρφωση σωλήνων χωρίς ραφή από κράμα τιτανίου. Σύμφωνα με τις διαφορετικές συνθήκες έλασης, μπορεί να χωριστεί σε θερμή και ψυχρή έλαση. Η εν θερμώ έλαση είναι η διαδικασία κυλιόμενου κυλίνδρου σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, που συνήθως ρυθμίζεται κάτω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης. Η ψυχρή έλαση είναι η διαδικασία κύλισης μπιλιέτας σωλήνων σε θερμοκρασία δωματίου. Γενικά, η θερμή έλαση προκαλεί μεγαλύτερη φθορά στη μήτρα και τους κυλίνδρους του ελασματουργείου και έχει λιγότερο ακριβή έλεγχο της ακρίβειας των διαστάσεων σε σύγκριση με την ψυχρή έλαση. Επομένως, η ψυχρή έλαση είναι πιο κατάλληλη επιλογή για την παραγωγή σωλήνων χωρίς ραφή από κράμα τιτανίου. Ανάλογα με τα διαφορετικά ελασματουργεία που χρησιμοποιούνται στην ψυχρή έλαση, μπορεί να χωριστεί περαιτέρω σε δύο-ρολά ψυχρής έλασης και σε τρία-ρολά ψυχρής έλασης. Η διατομή-του αυλακιού κυλίνδρου ενός μύλου με δύο{10}ρολά αλλάζει σταδιακά και κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έλασης, ο άξονας και η ράβδος του σωλήνα περιστρέφονται και τροφοδοτούνται κατά διαστήματα. Η ψυχρή έλαση με δύο{12}}ρολά μπορεί να επιτύχει μείωση μεγάλης διαμέτρου, έχει υψηλή απόδοση παραγωγής, αλλά ο εξοπλισμός είναι πολύπλοκος, τα ρολά είναι δύσκολο να αντικατασταθούν και το φινίρισμα της επιφάνειας και η ακρίβεια διαστάσεων των έλασης σωλήνων δεν είναι καλές. Ένας μύλος τριών- κυλίνδρων έχει τρεις κυλίνδρους κατανεμημένους σε 120 μοίρες γύρω από τη ράβδο του σωλήνα και οι διατομές-των αυλακώσεων των τριών κυλίνδρων είναι όλες ίσες, σχηματίζοντας έναν κυκλικό τύπο οπής. Κατά τη διαδικασία κύλισης, ο στροφαλοφόρος τροχός και το σύστημα ράβδων οδηγούν την ολίσθηση και το πλαίσιο του κυλίνδρου για να εκτελέσουν παλινδρομική γραμμική κίνηση. Ο εξοπλισμός ψυχρής έλασης τριών{19}ρολών είναι σχετικά απλός, η αντικατάσταση του εργαλείου είναι βολική και η παραμόρφωση είναι ομοιόμορφη. Η ποιότητα της επιφάνειας των ελασμένων σωλήνων είναι καλή, αλλά η παραμόρφωση κατά την έλαση είναι μικρή και η απόδοση παραγωγής χαμηλή.

 

Οι παράμετροι της διαδικασίας έλασης έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση και την ποιότητα των σωλήνων. Οι παράμετροι διεργασίας της έλασης σωλήνα περιλαμβάνουν την ποσότητα παραμόρφωσης, τα περάσματα κύλισης, την ποσότητα τροφοδοσίας και την ταχύτητα κύλισης. (1) Ποσότητα παραμόρφωσης: Η ποσότητα παραμόρφωσης επηρεάζει τη δύναμη κύλισης που απαιτείται για τους σωλήνες έλασης, την ποιότητα της επιφάνειας των ελασμένων σωλήνων, το φαινόμενο θερμότητας παραμόρφωσης και τη μικροδομή και τις ιδιότητες των σωλήνων μετά την έλαση. Qi Yunlian et al. μελέτησε την επίδραση της παραμόρφωσης ψυχρής έλασης στη μικροδομή και τις ιδιότητες των σωλήνων από κράμα τιτανίου Ti-1300 και διαπίστωσε ότι όταν η παραμόρφωση ψυχρής έλασης αυξήθηκε από 20% σε 30%, τόσο η αντοχή εφελκυσμού όσο και η πλαστικότητα βελτιώθηκαν. Η αντοχή αυξήθηκε από 1207,5 MPa σε 1223,5 MPa και η επιμήκυνση αυξήθηκε από 12,75% σε 13,25%. (2) Ρυθμός τροφοδοσίας Ο ρυθμός τροφοδοσίας όχι μόνο επηρεάζει την απόδοση παραγωγής των ελασμένων σωλήνων αλλά επηρεάζει επίσης την ποιότητα της επιφάνειας των προϊόντων. Εάν ο ρυθμός τροφοδοσίας είναι πολύ μικρός, ο ρυθμός παραγωγής θα είναι χαμηλός. Εάν είναι πολύ μεγάλο, οι σωλήνες μπορεί να έχουν ελαττώματα όπως γρέζια, ελλειπτικότητα και ανομοιόμορφο πάχος τοιχώματος, που επηρεάζουν σοβαρά την ποιότητα των σωλήνων. (3) Περάσματα κύλισης Στη διαδικασία έλασης, συνήθως δεν είναι δυνατό να κυλιαστούν οι σωλήνες σύμφωνα με τις απαιτούμενες προδιαγραφές σε ένα πέρασμα. Απαιτούνται πολλαπλά περάσματα για να ληφθούν τα επιθυμητά προϊόντα. Αν και η αύξηση του αριθμού των διελεύσεων μπορεί να μειώσει την παραμόρφωση που απαιτείται σε κάθε πέρασμα και να οδηγήσει σε σωλήνες με πιο ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος, πάρα πολλά περάσματα θα αυξήσουν το κόστος παραγωγής και τα εγκλείσματα που δημιουργούνται κατά τη διαδικασία έλασης μπορούν να βλάψουν την ποιότητα της επιφάνειας των σωλήνων σε πολλαπλά περάσματα.