Metoda vakuumskega lezenja za titanove materiale

Metoda vakuumskega lezečega ravnanja za titanove materiale je tehnologija, zasnovana za reševanje težav z visoko vzmetnostjo in visoko trdnostjo titana in titanovih zlitin pri sobni temperaturi, zaradi česar običajno ravnanje težko izpolnjuje zahteve. Odvisno od oblike titanovih materialov (kot nprplošče, cevi, itd.), se specifični postopki ravnanja razlikujejo.

 

 

 

Ta metoda je običajno uporabljena metoda končnega ravnanja plošč v podjetjih, kot je Boeing. Njegovo jedro je ustvarjanje tlaka prek razlike v vakuumskem tlaku, doseganje ravnanja pri lezenju v kombinaciji z visoko temperaturo in popolno žarjenje za hkratno lajšanje napetosti. Posebni koraki so naslednji:

 

• Priprava na polnjenje v peč: Titanovo ploščo, ki jo želite ravnati, postavite na keramično ploščad z izredno visoko ravnostjo znotraj peči za vakuumsko ravnanje s polzenjem. Zgornji del plošče pokrijte s praškastimi toplotnoizolacijskimi materiali, kot je vermikulit, ter ovijte in zaprite skrajno zunanjo plast s plastično folijo, odporno na visoke -temperature, da oblikujete relativno neodvisen zaprt prostor, ki ne zagotavlja samo učinka toplotne izolacije, ampak tudi postavlja temelje za kasnejšo uporabo tlaka s tlačno razliko.

 

• Vakuumska evakuacija in dvig temperature: izpraznite peč z uporabo vakuumske enote, kot je vodna{0}}obtočna vakuumska črpalka, ki običajno nadzira stopnjo vakuuma v območju 3325 - 7980Pa; istočasno zaženite grelne elemente, kot so vodno{2}}hlajene elektrode, da dvignete temperaturo. Uporabite način počasnega segrevanja, da preprečite novo obremenitev plošče zaradi nenadnega dviga temperature.

 

• Lezenje pri konstantni temperaturi: zvišajte temperaturo na temperaturno območje žarjenja titanovih materialov, približno 580 - 650 stopinj, in vzdržujte konstantno temperaturo 5 - 8 ur. V tem stanju se trdnost lezenja titanovega materiala zmanjša, zunanji atmosferski tlak pa enakomerno deluje na ploščo skozi plastično folijo, zaradi česar se upognjeni deli podvržejo deformaciji lezenja pod kombiniranim delovanjem tlaka in visoke temperature, ki se postopoma prilega ravni obliki keramične plošče. Medtem se postopoma odpravijo deformacije ter notranje in zunanje preostale napetosti, ki nastanejo med proizvodnim procesom.

 

• Hlajenje in odstranitev peči: Po končani stopnji konstantne temperature ohladite peč prek naprav, kot so zračno-hlajene cevi, povezane z vakuumskim cevovodom. Celoten postopek hlajenja lahko traja 20 - 30 ur. Ko temperatura pade na približno 80 stopinj, lahko ploščo odstranite iz peči. Končana plošča ima visoko ravnost in skoraj brez vzmetenja.

 

,

Vir slike: NIPPON STEEL TEHNIČNO POROČILO ŠT. 62 JULIJ 1994

 

 

Za visoko{0}}cevi iz titanove zlitine visoke trdnosti z mejo tečenja večjo ali enako 700 MPa ali enak-premer in ne-enako-premer tankostenskih cevi iz titanove zlitine z velikim-razmerjem debeline-premera, ki jih ni mogoče obdelati z ravnalnimi stroji, metoda ravnanja, ki združuje uporabljena je navpična vakuumska peč z lastno-težo in napetostjo protiuteži. Koraki so naslednji:

 

• Predobdelava cevi: Pri tankostenskih-ceveh z velikim-razmerjem debeline vstavite enako-jekleno cev v cev, da preprečite, da bi cev med ravnanjem postala eliptična; nato izvrtajte luknje na zgornjem in spodnjem koncu cevi ter vstavite jeklene palice. Zgornja jeklena palica se uporablja za dviganje, spodnja jeklena palica pa za obešanje uteži.

 

• Konfiguracija dvigovanja in protiuteži: Dvignite zgornji konec cevi v navpični peči za vakuumsko toplotno obdelavo skozi jekleno palico in obesite uteži na spodnjo jekleno palico. Težišče uteži mora sovpadati z osjo cevi. Maso uteži je treba natančno izračunati, ki mora ustrezati razponu od "meja tečenja cevi pri temperaturi toplotne obdelave × 10⁻⁴ × površina prečnega-prereza cevi - masa cevi" do "3 × meja tečenja cevi pri temperaturi toplotne obdelave × 10⁻⁴ × površina prečnega prereza cevi - masa cevi", da se izognete neučinkovitemu ravnanju zaradi premajhne teže ali raztezanju cevi zaradi prevelike teže.

 

• Vakuumsko praznjenje in toplotna obdelava: Najprej izpraznite peč do stopnje vakuuma manj kot 1 × 10⁻²Pa, nato zaženite grelno napravo, da dvignete temperaturo na 500 - 600 stopinj, in vzdržujte temperaturo 5 - 8 ur. Pod delovanjem lastne gravitacije in napetosti uteži se cev deformira zaradi lezenja vzdolž aksialne smeri in postopoma popravlja upognjene dele.

 

• Konec hlajenja: Po toplotni obdelavi napolnite peč z argonom za hitro hlajenje. Ko temperatura pade pod 100 stopinj, lahko cev odstranite iz peči. Ravnost cevi, obdelane s to metodo, je lahko manjša ali enaka 1 mm/m, kar lahko izpolni zahteve za visoko-natančne aplikacije.

 

Reference:

[1] Mitsuo lshi, Yasutaka Ando, ​​Isao Nagai, 《NIPPON STEEL TEHNIČNO POROČILO ŠT. 62 JULIJ 1994 ekspresnoNIPPON STEEL,1994,UDC621:46-47 https://www.nipponsteel.com/en/tech/report/nsc/pdf/6208.pdf