Na czym polega proces walcowania na gorąco płyt tytanowych?
Dec 20, 2025
Zostaw wiadomość
Jakośćpłytki tytanowebezpośrednio określa niezawodność i bezpieczeństwo dalszych aplikacji. Walcowanie na gorąco jest kluczowym procesem w produkcji płyt tytanowych. Dzięki-odkształceniu plastycznemu w wysokiej temperaturze i kontroli mikrostruktury można uzyskać formowanie wymiarowe płyt tytanowych i zoptymalizować wewnętrzną strukturę ziaren w celu poprawy właściwości mechanicznych i przetwórczych.
I. Podstawowa zasada procesu walcowania na gorąco
- Walcowanie na gorąco płyt tytanowych to proces walcowania przeprowadzany w temperaturze powyżej 650 stopni -850 stopni. Jego rdzeniem jest poprawa plastyczności tytanu i zmniejszenie odporności na odkształcenia pod wpływem wysokiej temperatury. Umożliwia ona poddanie wlewka odkształcenia plastycznego pod naciskiem walców w celu uformowania cienkich płyt o docelowych wymiarach. Tymczasem odkształcenie i chłodzenie w wysokiej temperaturze zrekonstruują ziarna, rozbiją grube oryginalne ziarna i utworzą jednolitą i drobną rekrystalizowaną strukturę, aby zoptymalizować wytrzymałość
- Walcowanie na gorąco charakteryzuje się wysoką wydajnością przetwarzania i szerokim zakresem grubości walcowania, dzięki czemu nadaje się do produkcji średnich i grubych płyt tytanowych oraz kęsów do obróbki. Jednakże tytan ma silną aktywność chemiczną w wysokich temperaturach i łatwo reaguje z tlenem, azotem i wodorem, tworząc kruche i twarde związki. Może to prowadzić do defektów, takich jak kruchość wodorowa i kruchość tlenowa. Zatem ochrona atmosfery i precyzyjna kontrola temperatury są kluczem do tego procesu.

II. Podstawowy przebieg procesu walcowania na gorąco blachy tytanowej
- Przygotowanie kęsów i obróbka wstępna
Kęsy do walcowania na gorąco to płaskie wlewki/płytki kute z wlewków tytanowych, które muszą spełniać standardy składu i mikrostruktury bez wad odlewniczych. Przygotowanie wstępne składa się z dwóch etapów:
- Usuwanie zgorzeliny powierzchniowej i plam olejowych poprzez szlifowanie mechaniczne lub trawienie HF-HNO₃;
- Ogrzewanie do 50-150 stopni powyżej temperatury rekrystalizacji w zależności od gatunku stopu, przy użyciu ochrony argonem lub ogrzewania próżniowego, aby zapobiec utlenianiu i zapewnić równomierne ogrzewanie.
- Wieloprzebiegowe-formowanie na gorąco
Po podgrzaniu kęs jest walcowany przez wiele przejść w celu zmniejszenia grubości do docelowego wymiaru, przy czym kontrolowane są trzy podstawowe parametry:
- Temperatura walcowania: W zakresie temperatur rekrystalizacji w procesie. Temperatura jest najwyższa w pierwszym przejściu, a w kolejnych przejściach rytm jest dostosowywany do ciepła technologicznego.
- Stopień redukcji: 20%-30% w pierwszym przejściu w celu rozbicia ziaren, następnie zmniejszony do 10%-20% w kolejnych przejściach i dodatkowo zmniejszony w przypadku stopów o wysokiej wytrzymałości;
- Prędkość walcowania: Dopasowana do parametrów temperatury i ciśnienia, aby uniknąć nadmiernego utleniania spowodowanego zbyt dużą prędkością lub zmniejszoną plastycznością ze względu na zbyt małą prędkość.
Podczas walcowania do smarowania i chłodzenia stosuje się olej lub gaz obojętny, aby zmniejszyć tarcie i utlenianie.
- Post-Walcowanie, chłodzenie i wykańczanie
Po walcowaniu płyty tytanowe są szybko-chłodzone powietrzem, aby zahamować wzrost ziaren. Po schłodzeniu wykonuje się kolejno prostowanie, ścinanie i obróbkę powierzchni.
- Obróbka cieplna i kontrola
Aby wyeliminować naprężenia wewnętrzne i zoptymalizować konstrukcję, konieczna jest obróbka wyżarzania. Wreszcie konieczne są kontrole dokładności wymiarowej, jakości powierzchni i właściwości mechanicznych.
III. Kluczowe punkty techniczne procesu walcowania na gorąco
Technologia ochrony atmosfery w wysokich-temperaturach
Tytan jest łatwo kruchy w wyniku reakcji z O, N i H w wysokich temperaturach. Wymaga ochrony atmosfery. Główne metody obejmują ogrzewanie próżniowe, ogrzewanie/walcowanie-zabezpieczone gazem obojętnym oraz zabezpieczenie lokalnego wtrysku gazu obojętnego; Wysokiej klasy-płyty z tytanu lotniczego wykorzystują ogrzewanie próżniowe i walcowanie-chronione argonem, aby zapewnić czystość komponentów.

Technologia precyzyjnej kontroli temperatury
Temperatura jest podstawą jakości walcowania na gorąco i wymaga precyzyjnej kontroli w całym procesie. Dzięki wielo-punktowemu pomiarowi temperatury w piecu, monitorowaniu-podczerwieni w czasie rzeczywistym temperatury płyty oraz inteligentnemu systemowi regulacji mocy grzania, rytmu walcowania i dodatkowego czasu nagrzewania, można uniknąć takich defektów, jak nierównomierne odkształcenie i gruboziarniste ziarna.

Technologia optymalizacji parametrów toczenia
Stopień redukcji, prędkość walcowania i odstęp między przejściami określają właściwości mikrostrukturalne i mechaniczne płytek tytanowych. Symulacja numeryczna połączona z weryfikacją eksperymentalną służy do ustalenia optymalnej bazy danych parametrów dla materiałów tytanowych różnych gatunków i specyfikacji. Na przykład w przypadku płyt o grubości-wysokotemperaturowej + równomierne odkształcenie w wielu-przejściach przyjmuje się blachy Ti-6Al-4V w celu rozdrobnienia ziaren; w przypadku cienkich płyt z czystego tytanu konieczne jest kontrolowanie stopnia redukcji na późniejszym etapie i prędkości chłodzenia, aby zmniejszyć naprężenia szczątkowe.

Technologia kontroli jakości powierzchni
Wady powierzchni wpływają na odporność na korozję i właściwości mechaniczne, wymagając kontroli w wielu aspektach: obróbka wstępna poprzez trawienie + mechaniczne szlifowanie w celu usunięcia zgorzeliny tlenkowej; stosowanie specjalnego oleju do walcowania podczas walcowania, aby zapobiec zarysowaniom; wykończenie powierzchni i naprawa lokalnych defektów po schłodzeniu.

Grupa Ruihang, profesjonalny producent wyrobów z tytanu i stopów tytanu, wdraża ścisłą kontrolę jakości w całym procesie produkcyjnym, od surowców po gotowe produkty. Dostarczamy wysokiej jakości-pierścienie, odkuwki, pręty, płyty i inne produkty z tytanu itp. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z nami za pośrednictwem poczty elektronicznej:Sam.Rui@bjrh-titanium.com
