ในฐานะซัพพลายเออร์ของแท่งไทเทเนียม Gr23 ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับกระบวนการผลิตที่อยู่เบื้องหลังวัสดุประสิทธิภาพสูงนี้ Gr23 Titanium Bar หรือที่เรียกว่าแถบไทเทเนียม Ti6Al4V ELI เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบินและอวกาศ ในบล็อกนี้ ฉันจะแนะนำคุณเกี่ยวกับกระบวนการผลิตโดยละเอียดของแท่งไทเทเนียม Gr23
การเตรียมวัตถุดิบ
ขั้นตอนแรกในการผลิต Gr23 Titanium Bar คือการเตรียมวัตถุดิบ ส่วนประกอบหลักของโลหะผสมไทเทเนียม Gr23 ได้แก่ ไทเทเนียม อลูมิเนียม และวาเนเดียม พร้อมด้วยเหล็กและออกซิเจนจำนวนเล็กน้อย ความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ฟองน้ำไทเทเนียมเป็นวัสดุเริ่มต้นที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตไทเทเนียม ผลิตผ่านกระบวนการ Kroll ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรีดิวซ์ไทเทเนียมเตตราคลอไรด์ด้วยแมกนีเซียม อลูมิเนียมและวานาเดียมถูกเติมเข้าไปในรูปแบบของมาสเตอร์อัลลอยด์เพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบเหล่านี้มีการกระจายตัวสม่ำเสมอในโลหะผสมขั้นสุดท้าย วัตถุดิบได้รับการชั่งน้ำหนักและผสมอย่างระมัดระวังตามข้อกำหนดองค์ประกอบเฉพาะของโลหะผสมไทเทเนียม Gr23
ละลาย
เมื่อเตรียมวัตถุดิบแล้ว พวกมันจะถูกหลอมในเตาหลอมอาร์กรีเมลติ้งสุญญากาศ (VAR) กระบวนการ VAR ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไทเทเนียม เนื่องจากสามารถขจัดสิ่งเจือปนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรับประกันว่าส่วนผสมของโลหะผสมจะเป็นเนื้อเดียวกัน
ในเตา VAR จะมีส่วนโค้งไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดที่ทำจากส่วนผสมของวัตถุดิบกับเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ ความร้อนที่เกิดจากส่วนโค้งจะทำให้อิเล็กโทรดละลาย และโลหะหลอมเหลวจะหยดลงในเบ้าหลอม กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมสุญญากาศเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการปนเปื้อนของไทเทเนียม
โดยปกติแล้ว กระบวนการ VAR จะถูกทำซ้ำอย่างน้อยสองครั้งเพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของโลหะผสมให้ดียิ่งขึ้น หลังจากการหลอมครั้งที่สอง แท่งโลหะก็พร้อมสำหรับการประมวลผลขั้นต่อไป
การตีขึ้นรูป
ขั้นตอนต่อไปคือการปลอม การตีเป็นกระบวนการสำคัญที่ช่วยปรับแต่งโครงสร้างเกรนของโลหะผสมไททาเนียมและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล ลิ่มจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 900°C ถึง 1,000°C จากนั้นจึงเปลี่ยนรูปโดยใช้เครื่องตีหรือค้อนทุบ
มีเทคนิคการตีขึ้นรูปที่แตกต่างกัน ได้แก่ การตีแบบเปิด-ตาย และการตีแบบปิด-ตาย การตีขึ้นรูปแบบเปิดจะใช้ในการผลิตรูปทรงที่เรียบง่าย เช่น แท่งและเหล็กแท่ง ในขณะที่การตีขึ้นรูปแบบปิดใช้สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้น ในระหว่างการตีแท่งโลหะจะค่อยๆ ลดขนาดลง และขึ้นรูปให้ได้รูปทรงที่ต้องการ กระบวนการตีขึ้นรูปมีหลายขั้นตอน โดยมีการอุ่นซ้ำระหว่างแต่ละขั้นตอนเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเสียรูป
กลิ้ง
หลังจากการตีขึ้นรูปแล้ว เหล็กแท่งไทเทเนียมจะถูกส่งไปรีด การกลิ้งเป็นกระบวนการที่ลดพื้นที่หน้าตัดของบิลเล็ตลงอีก และสร้างรูปทรงที่สม่ำเสมอและแม่นยำยิ่งขึ้น เหล็กแท่งจะถูกส่งผ่านโรงรีดหลายชุด ซึ่งจะค่อยๆ ลดความหนาและเพิ่มความยาว
การรีดมีสองประเภทหลัก: การรีดร้อนและการรีดเย็น การรีดร้อนจะดำเนินการที่อุณหภูมิสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกซ้ำของโลหะผสมไททาเนียม ช่วยให้เปลี่ยนรูปได้ดีขึ้นและควบคุมโครงสร้างเกรนได้ดีขึ้น ในทางกลับกัน การรีดเย็นจะดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง และใช้เพื่อปรับปรุงผิวสำเร็จและความแม่นยำของมิติของแท่ง
ในระหว่างกระบวนการรีด แท่งไทเทเนียมยังต้องผ่านมาตรการควบคุมคุณภาพต่างๆ อีกด้วย วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลาย เช่น การทดสอบอัลตราโซนิค และการทดสอบกระแสไหลวน ใช้เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายในหรือความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในแท่งเหล็ก
การรักษาความร้อน
การอบชุบด้วยความร้อนถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตแท่งไทเทเนียม Gr23 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติทางกลของโลหะผสม เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว และความเหนียว มีกระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกัน รวมถึงการหลอม การบำบัดสารละลาย และการบ่ม
การหลอมเป็นกระบวนการให้ความร้อนแท่งจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงทำให้แท่งเย็นลงอย่างช้าๆ ซึ่งจะช่วยบรรเทาความเครียดภายในและปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปของแท่ง การบำบัดสารละลายเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแท่งที่อุณหภูมิสูงเพื่อละลายธาตุอัลลอยด์ในไททาเนียมเมทริกซ์ จากนั้นจึงดับอย่างรวดเร็วเพื่อคงสารละลายของแข็งที่มีความอิ่มตัวยิ่งยวดไว้ การแก่ชราเป็นกระบวนการต่อมา โดยที่แท่งที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลายจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าในช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อตกตะกอนอนุภาคละเอียดที่เสริมความแข็งแกร่งให้กับโลหะผสม
พารามิเตอร์การรักษาความร้อนจำเพาะ เช่น อุณหภูมิ เวลา และอัตราการเย็นตัว ได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังตามคุณสมบัติที่ต้องการของแท่งไทเทเนียม Gr23
การตัดเฉือนและการตกแต่ง
หลังจากการอบชุบด้วยความร้อน แท่งไทเทเนียม Gr23 อาจผ่านกระบวนการตัดเฉือนและการเก็บผิวละเอียดเพิ่มเติม กระบวนการตัดเฉือน เช่น การกลึง การกัด และการเจาะ ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างขนาดขั้นสุดท้ายและการตกแต่งพื้นผิวของแท่งชิ้นงาน
จากนั้นพื้นผิวของแท่งจะถูกทำให้เสร็จสิ้นโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเจียร การขัดเงา หรือการขัดผิวด้วยการยิง การเจียรใช้เพื่อขจัดข้อบกพร่องของพื้นผิวและให้พื้นผิวเรียบ การขัดเงาสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและรูปลักษณ์ของแท่งให้ดียิ่งขึ้น การขัดผิวด้วยการยิงเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการทุบพื้นผิวของแท่งชิ้นงานด้วยอนุภาคโลหะหรือเซรามิกขนาดเล็ก เพื่อทำให้เกิดความเครียดจากแรงอัด และปรับปรุงความต้านทานต่อความล้าของแท่งชิ้นงาน
การควบคุมคุณภาพ
ตลอดกระบวนการผลิตทั้งหมด มีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าแท่งไทเทเนียม Gr23 ตรงตามมาตรฐานและข้อกำหนดที่กำหนด การวิเคราะห์ทางเคมีดำเนินการเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของโลหะผสม และทำการทดสอบทางกลเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติทางกลของแท่ง
วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายดังที่กล่าวไว้ข้างต้นใช้ในการตรวจจับข้อบกพร่องภายใน นอกจากนี้ ยังมีการตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อตรวจสอบข้อบกพร่องที่พื้นผิว เช่น รอยแตก รอยขีดข่วน และความพรุน เฉพาะแท่งที่ผ่านการทดสอบการควบคุมคุณภาพทั้งหมดเท่านั้นจึงจะถือว่าเหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานต่างๆ
การใช้งานแถบไทเทเนียม Gr23
แท่งไทเทเนียม Gr23 มีการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ความต้านทานการกัดกร่อน และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ การใช้งานที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศแถบไทเทเนียมสำหรับการบินและอวกาศใช้ในการผลิตส่วนประกอบของเครื่องบิน เช่น ล้อลงจอด ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ และโครงโครงสร้าง อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงของโลหะผสมไททาเนียม Gr23 ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานเหล่านี้ เนื่องจากสามารถลดน้ำหนักของเครื่องบินและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงได้
ในด้านการแพทย์แท่งไทเทเนียม Ti6AL4V ELIใช้ในการผลิตกระดูกเทียมและทันตกรรมประดิษฐ์ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพของโลหะผสมไททาเนียม Gr23 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะสามารถใช้ได้อย่างปลอดภัยในร่างกายมนุษย์โดยไม่ก่อให้เกิดอาการไม่พึงประสงค์ใดๆ
นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมทางทะเล ยานยนต์ และเคมีอีกด้วย ในอุตสาหกรรมทางทะเล แท่งไทเทเนียม Gr23 ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างส่วนประกอบของเรือ เนื่องจากมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมในน้ำทะเล ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ใช้ในชิ้นส่วนเครื่องยนต์สมรรถนะสูงและส่วนประกอบระบบกันสะเทือน ในอุตสาหกรรมเคมี มันถูกใช้ในอุปกรณ์ที่สัมผัสกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
บทสรุป
กระบวนการผลิตแท่งไทเทเนียม Gr23 เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและแม่นยำซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน ตั้งแต่การเตรียมวัตถุดิบไปจนถึงการตกแต่งขั้นสุดท้ายและการควบคุมคุณภาพ แต่ละขั้นตอนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองคุณภาพและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ในฐานะซัพพลายเออร์ของแท่งไทเทเนียม Gr23 เรามุ่งมั่นที่จะมอบผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่ตรงตามความต้องการเฉพาะของลูกค้า ผลิตภัณฑ์ของเรามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ และเรามีชื่อเสียงในด้านความน่าเชื่อถือและความเป็นเลิศ
หากคุณสนใจที่จะซื้อแถบไทเทเนียม Gr23 หรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเรา โปรดติดต่อเราเพื่อขอหารือเกี่ยวกับการจัดซื้อจัดจ้าง เราหวังว่าจะได้ร่วมงานกับคุณและตอบสนองความต้องการแถบไทเทเนียมของคุณ
อ้างอิง
- คู่มือ ASM เล่มที่ 2: คุณสมบัติและการเลือกใช้: โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กและวัสดุสำหรับวัตถุประสงค์พิเศษ
- Titanium: A Technical Guide, Second Edition โดย JC Williams
- "การผลิตโลหะผสมไทเทเนียม" ในวารสารเทคโนโลยีการแปรรูปวัสดุ
