طريقة إعداد عملية قصيرة لأنابيب التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

تتمتع سبيكة التيتانيوم والتيتانيوم بخصائص ممتازة مثل مقاومة التآكل ، وقوة محددة عالية ونفاذية منخفضة ، وتستخدم أنابيب سبيكة من التيتانيوم على نطاق واسع في أنظمة أنابيب الطائرات وأنابيب النقل الكيميائي وأنابيب المبادل الحراري للسفن وغيرها من الصناعات الخاصة. في السنوات الأخيرة ، تم تطبيقه تدريجياً على الحقول المدنية ذات القيمة العالية مثل المكثف لمحطة الطاقة ، وأنابيب الحفر لفتح النفط وسخان تحلية مياه البحر ، مع آفاق السوق الواسعة. وفقًا للإحصاءات ، تجاوز حجم سوق أنابيب التيتانيوم السلس في عام 2021 ملياري يوان ، ومن المتوقع أن يصل إلى 2.9 مليار يوان في عام 2027.

من الصعب استخراج التيتانيوم من الخام ، وعملية إعداد الأنبوب السلس التقليدية معقدة ومكلفة ، مما يحد من تطبيق أنابيب التيتانيوم وسبائك سبيكة من التيتانيوم في السوق. نظرًا لقيود التكلفة ، لا تزال العديد من صناعات المنتجات المدنية المحلية والأجانب تختار أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدية أو الأنابيب الملحومة التيتانيوم ، بدلاً من أنابيب التيتانيوم وسبائك سبيكة من التيتانيوم بأداء أفضل.

في هذه المرحلة ، بالإضافة إلى تحضير أنابيب التيتانيوم وسبائك التيتانيوم ، تشير بشكل أساسي إلى معدات صناعة أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ وتقنية المعالجة للمعالجة ، ونضج العمليات العالي ، ومساحة التحسين الصغيرة ، لا يمكن أن تقصر بشكل فعال دورة المعالجة وتقليل تكاليف المعالجة. من أجل تقليل التكلفة وزيادة الكفاءة ، قررت هذه الورقة التحسن من المصدر ، وتجنب الذوبان التقليدي ، والتزوير ، والفرق والعمليات الأخرى ، وتنفيذ عملية الابتكار وتحسين العملية برمتها. يتم الحصول على أنبوب سبيكة التيتانيوم عن طريق صهر بليت الأنبوب المجوف ، وتزوير شعاعي ، وعملية الصلب المزدوج والآلات ، والتي يمكن أن تقصر دورة المعالجة وتقليل تكلفة الإنتاج بشكل فعال.

تنتج عملية التحضير السلس التقليدية لسبائك التيتانيوم أولاً سبيكة سبيكة من التيتانيوم الأسطوانية من خلال الذوبان ، وتبني عملية التزوير الساخنة لإعداد الشريط ، والتي تتطلب التدفئة والحفاظ على الحرارة والتشوه والبطلين في كل حريق. بعد الانتهاء من الشريط الفارغ ، يتم تحضير الأنبوب الفارغ بواسطة طريقة التثقيب المتقاطع والبثق الساخن. أخيرًا ، يتم تحضير الأنابيب السلس النهائية من خلال العمليات الإضافية مثل المتداول الساخن ، المتداول البارد والآلات

تقنية إعداد البار لديها استهلاك عالي للطاقة ، ودورة إنتاج طويلة ، وفقدان إنتاج المواد الخام الكبيرة وانخفاض العائد. عندما يتم استخدام طريقة البثق الساخنة لتثقيب البليت الأنبوبي ، لأن طريقة البثق تحتاج في النهاية إلى ترك رأس المادة ، يكون معدل استخدام المواد منخفضًا ، وتدفق العملية طويل ، ومقاومة تشوه سبيكة التيتانيوم كبيرة ، الحاجة بالنسبة لمعدات البثق الأكبر الحجرية محدودة ، وإنتاج أنبوب سبيكة من التيتانيوم سلس محدود. باستخدام عملية ثقب متداول قطري لإعداد البليت الأنبوبي ، فإن هذه العملية لها دورة معالجة قصيرة ، ولكن بسبب ارتفاع درجة الحرارة أثناء المعالجة ، تكون منظمة المنتجات التي تم الحصول عليها ضعيفة ، ومعظمها منظمة سلة أو منظمة WEIL ، والمعدات يغطي مساحة كبيرة ولديه استهلاك الطاقة العالية.

من أجل حل المشكلات التقنية المذكورة أعلاه وإنتاج أنبوب من سبيكة التيتانيوم عالي القوة وعالي العقل ، يتم اقتراح في هذه الورقة ، طريقة إعداد عملية قصيرة من سبائك التيتانيوم وأنبوب سبيكة التيتانيوم ، بما في ذلك: صبت التيتانيوم إنتاج البليت الأنبوب ، والتزوير الشعاعي ، وعمليات الصلب والآلات المزدوجة ، للحصول على أنابيب سبيكة من التيتانيوم ، كما هو مبين في الشكل 2. الأداء الخرساني هو استخدام مدفع البلازما أو شعاع الإلكترون مباشرة لإذابة المواد الخام لإنتاج قاطرة أنبوب مجوفة ، وبعد ذلك تحسين هيكل البليت الأنبوب من خلال التزوير الشعاعي ، ثم الصلب المزدوج لتوحيد الهيكل والقضاء على الإجهاد الداخلي للتزوير الشعاعي ، وأخيرا اعتماد الآلات لضمان جودة السطح وحجم الأنبوب النهائي. لا يمكن للصهر المباشر تقصير العملية فحسب ، ولكن أيضًا إزالة شوائب الكثافة العالية والمنخفضة بشكل فعال والحصول على منتجات ذات نقاء أعلى. يختلف عن التزوير التقليدي ، يمكن أن يزور التزوير الشعاعي مباشرة الأنبوب فارغًا ، ويحسن كفاءة المعالجة واستخدام المواد. يعزز الصلب المزدوج أولاً إعادة بلورة المنتج من خلال درجة حرارة عالية ، ثم يؤدي معالجة درجة حرارة منخفضة لتجانس الأنسجة مع القضاء على الإجهاد الداخلي.

من أجل حل المشكلات التقنية المذكورة أعلاه وإنتاج أنبوب من سبيكة التيتانيوم عالي القوة وعالي العقل ، يتم اقتراح في هذه الورقة ، طريقة إعداد عملية قصيرة من سبائك التيتانيوم وأنبوب سبيكة التيتانيوم ، بما في ذلك: صبت التيتانيوم إنتاج البليت الأنبوب ، والتزوير الشعاعي ، وعمليات الصلب والآلات المزدوجة ، للحصول على أنابيب سبيكة من التيتانيوم ، كما هو مبين في الشكل 2. الأداء الخرساني هو استخدام مدفع البلازما أو شعاع الإلكترون مباشرة لإذابة المواد الخام لإنتاج قاطرة أنبوب مجوفة ، وبعد ذلك تحسين هيكل البليت الأنبوب من خلال التزوير الشعاعي ، ثم الصلب المزدوج لتوحيد الهيكل والقضاء على الإجهاد الداخلي للتزوير الشعاعي ، وأخيرا اعتماد الآلات لضمان جودة السطح وحجم الأنبوب النهائي. لا يمكن للصهر المباشر تقصير العملية فحسب ، ولكن أيضًا إزالة شوائب الكثافة العالية والمنخفضة بشكل فعال والحصول على منتجات ذات نقاء أعلى. يختلف عن التزوير التقليدي ، يمكن أن يزور التزوير الشعاعي مباشرة الأنبوب فارغًا ، ويحسن كفاءة المعالجة واستخدام المواد. يعزز الصلب المزدوج أولاً إعادة بلورة المنتج من خلال درجة حرارة عالية ، ثم يؤدي معالجة درجة حرارة منخفضة لتجانس الأنسجة مع القضاء على الإجهاد الداخلي.

تم تسخين قاطرة أنبوب الأنبوب فوق نقطة انتقال مرحلة سبيكة التيتانيوم ، ثم تم تنفيذ تزوير شعاعي ثلاث مرات ، ثم تم إجراء معالجة حرارية مزدوجة للحصول يمكن أن يؤدي التزوير الشعاعي إلى تكوين قاطرة الأنبوب مباشرة ، وتحسين كفاءة المعالجة ومعدل استخدام المواد ، وفي الوقت نفسه ، يتم تدمير الحبوب المصبوب من البليت الأنبوب بالكامل من خلال عدد كبير من التشوه ، ثم استخدام المطرقة عالية السرعة ، بحيث يتم تحسين الحبوب ، بحيث يتم تحسين الكثافة والاستمرارية والخصائص الميكانيكية للبليت الأنبوب ، ويتم الحصول على منظمة ممتازة.

قبل التزوير الشعاعي ، يتم إدخال مغزل في منتصف الأنبوب فارغًا ومثبتًا على آلة التزوير الشعاعية ، ويتم تثبيت أول تشاك على أحد طرفي الأنبوب الفارغ ، ويقع المطرقة على الطرف الآخر من الأنبوب فارغًا ، ويتم تثبيت تشاك الثاني على مغزل في نفس نهاية رأس المطرقة. قبل تزويد ثلاث مرات ، من الضروري استبدال المغزل ، ويبلغ قطر المغزل 15 ~ 20 ملم من القطر الداخلي للأنبوب المربوط.

تكون درجة حرارة التدفئة 80 ~ 100 ℃ فوق نقطة انتقال مرحلة سبيكة التيتانيوم ، ووقت الاحتفاظ هو ≥ 2 ساعة ؛ يتضمن تزوير شعاعي متعددة ثلاثة تزوير شعاعي. في التزوير الشعاعي الأول ، يتم استخدام أربعة رؤوس مطرقة مسطحة ، ويتم التحكم في الأنبوب الفارغ للتحرك على طول المحور المركزي ، والسرعة المتحركة هي 1 ~ 3 م/ميل N ، وسرعة المطرقة هي 1000 ~ 2 000 N/دقيقة ، ويتم التحكم في تشوه الأنبوب الفارغ بنسبة 40 ٪ ~ 80 ٪. بعد التزوير الشعاعي الأول ، يكون قسم الأنبوب فارغًا مربعًا من الخارج وجولة من الداخل.

في التزوير الشعاعي الثاني ، يتم استخدام أربعة رؤوس مطرقة مسطحة للتحكم في الأنبوب فارغًا لتدوير 40 ~ 50 درجة حول محورها الخاص ، ثم يبدأ التزوير ، ويتحرك الأنبوب الفارغ على طول المحور المركزي ، وسرعة الحركة هي 3 ~ 5 م /mi n ، وسرعة المطرقة هي 2 000 ~ 3 000 N/MI N. يتم التحكم في تشوه البليت الأنبوب بنسبة 30 ٪ ~ 60 ٪. بعد التزوير الشعاعي الثاني ، يكون قسم الأنبوب فارغًا مثمنًا ودائمًا.

قبل التزوير الشعاعي الثالث ، من الضروري استبدال المغزل ، ويبلغ قطر المنطة 15 ~ 20 مترًا من القطر الداخلي للأنبوب المربوط. عند التزوير ، يتم استخدام أربعة رؤوس مطرقة منحنية ، ويبلغ قطر سطح رأس المطرقة المنحني 80 إلى 120 مترًا من القطر الخارجي للأنبوب الفارغ. يتم تقليل درجة حرارة جزء الانتظار إلى 40 ~ 60 ℃ أسفل نقطة انتقال مرحلة سبيكة التيتانيوم ، ويتم التحكم في الأنبوب الفارغ للتدوير والتحرك على طول المحور المركزي ، وسرعة الدوران هي 300 ~ 600 دورة في الدقيقة ، وسرعة الحركة 3 ~ 5 m/mi n ، وسرعة المطرقة هي 50 ~ 100 n/mi n. يتم التحكم في تشوه البليت الأنبوب بنسبة 30 ٪ ~ 40 ٪. بعد التزوير الشعاعي الثالث ، تتم استعادة المنتج إلى أنبوب دائري فارغ ، ومتغير الشكل العام لأنبوب Ti أو أنبوب Ti هو ≥ 100 ٪.

يتم تسخين البليت الأنبوب إلى 80 ~ 100 ℃ فوق نقطة انتقال الطور لسبائك التيتانيوم β ، ثم يتم تنفيذ التزوير الشعاعي ثلاث مرات. بعد المطرقة عالية السرعة ، تزداد درجة حرارة البليت الأنبوب ، مما يقلل من مقاومة التشوه ، ولكن في الوقت نفسه ، لن يحرق حالة ارتفاع درجة الحرارة قطعة العمل ؛ بالإضافة إلى ذلك ، في عملية ثلاثة تزوير ، يتم مزورة الأنبوب الخارجي للأنبوب الفارغ من جولة إلى مربعة ، ثم من مربع إلى مثمن ، وأخيراً من الأممومة إلى الأمام مرة أخرى ، بحيث يتم تدمير الحبوب المصبوب للأنبوب الفارغ بالكامل ، وبعد المطرقة عالية السرعة ، يتم زيادة تشوه الأنبوب الفارغ ، بحيث يتم تحسين الحبوب. ونتيجة لذلك ، يتم تحسين الكثافة والاستمرارية والخصائص الميكانيكية للبليت الأنبوب ، ويتم زيادة الخواص الميكانيكية بأكثر من 15 ٪ ، ويتم الحصول على البنية المعاداة أو الثنائية بشكل مباشر.