Метод за вакуумно пълзещо изправяне за титанови материали

Методът за вакуумно изправяне при пълзене за титанови материали е технология, предназначена да се справи с проблемите с високата еластичност и високата якост на титан и титанови сплави при стайна температура, което прави конвенционалното изправяне трудно да отговори на изискванията. В зависимост от формата на титановите материали (като напрплочи, тръбии т.н.), специфичните процеси на изправяне варират.

 

 

 

Този метод е често използван метод за окончателно изправяне на табели от предприятия като Boeing. Неговото ядро ​​е да прилага налягане чрез разлика в налягането във вакуум, да постига изправяне при пълзене, комбинирано с висока температура, и пълно отгряване за едновременно облекчаване на напрежението. Конкретните стъпки са както следва:

 

• Подготовка за зареждане в пещта: Поставете титановата плоча за изправяне върху керамична платформа с изключително висока плоскост във вакуумна пещ за изправяне чрез пълзене. Покрийте горната част на плочата с прахообразни топлоизолационни материали като вермикулит и увийте и запечатайте най-външния слой с устойчиво на висока-температура пластмасово фолио, за да образувате относително независимо затворено пространство, което не само осигурява ефекта на топлоизолация, но също така полага основата за последващо прилагане на налягане чрез разлика в налягането.

 

• Вакуумна евакуация и повишаване на температурата: Вакуумирайте пещта с помощта на вакуумна единица като водна{0}}циркулационна вакуумна помпа, като обикновено контролирате степента на вакуум в диапазона от 3325 - 7980Pa; в същото време стартирайте нагревателни елементи като водно{2}}охлаждащи се електроди, за да повишите температурата. Възприемете метод на бавно нагряване, за да избегнете нов стрес в плочата, причинен от внезапно повишаване на температурата.

 

• Пълзене при постоянна температура: Повишете температурата до температурния диапазон на отгряване на титаниеви материали, приблизително 580 - 650 градуса, и поддържайте постоянната температура за 5 - 8 часа. В това състояние якостта на пълзене на титановия материал намалява и външното атмосферно налягане действа равномерно върху плочата през пластмасовия филм, което кара огънатите части да претърпят деформация на пълзене под комбинираното действие на налягане и висока температура, постепенно прилягайки на плоската форма на керамичната платформа. Междувременно напрежението и вътрешните и външните остатъчни напрежения, генерирани по време на производствения процес, също постепенно се елиминират.

 

• Охлаждане и отстраняване на пещта: След завършване на етапа на постоянна температура, охладете пещта чрез устройства като въздушно{0}}охлаждани тръби, свързани към вакуумния тръбопровод. Целият процес на охлаждане може да отнеме 20 - 30 часа. Когато температурата падне до приблизително 80 градуса, плочата може да се извади от пещта. Готовата плоча има висока плоскост и почти никаква пружина.

 

,

Източник на изображение: NIPPON STEEL ТЕХНИЧЕСКИ ДОКЛАД № . 62 ЮЛИ 1994 г.

 

 

За високоякостни тръби от титаниева сплав с граница на провлачване, по-голяма или равна на 700MPa, или равен на-диаметър и не-равен-диаметър тънкостенни-тръби от титаниева сплав с голямо съотношение на дебелина-диаметър, които не могат да се обработват от машини за изправяне, метод на изправяне, съчетаващ използва се вертикална вакуумна пещ със собствено-тегло и напрежение на противотежестта. Стъпките са както следва:

 

• Предварителна обработка на тръбата: За тънко{0}}стенни тръби с голям-съотношение на дебелина, вмъкнете стоманена тръба с еднаква-дължина вътре в тръбата, за да предотвратите елипсовидността на тръбата по време на изправяне; след това пробийте дупки в горния и долния край на тръбата и съответно поставете стоманени пръти. Горният стоманен прът се използва за повдигане, а долният стоманен прът се използва за окачване на тежести.

 

• Конфигурация на повдигане и противотежест: Повдигнете горния край на тръбата във вертикалната вакуумна пещ за термична обработка през стоманения прът и окачете тежести на долния стоманен прът. Центърът на тежестта на тежестите трябва да съвпада с оста на тръбата. Масата на тежестите трябва да бъде точно изчислена, която трябва да отговаря на диапазона от „граница на провлачване на тръбата при температура на топлинна обработка × 10⁻⁴ × напречна-площ на сечението на тръбата - маса на тръбата“ до „3 × граница на провлачване на тръбата при температура на топлинна обработка × 10⁻⁴ × напречна-площ на сечение на тръбата - маса на тръба", за да се избегне неефективно изправяне поради недостатъчно тегло или удължаване на тръбата поради прекомерно тегло.

 

• Вакуумна евакуация и топлинна обработка: Първо вакуумирайте пещта до степен на вакуум по-малка от 1 × 10⁻²Pa, след това стартирайте нагревателното устройство, за да повишите температурата до 500 - 600 градуса и поддържайте температурата за 5 - 8 часа. Под действието на собствената си гравитация и напрежението на тежестите, тръбата претърпява пълзеща деформация по аксиална посока, като постепенно коригира огънатите части.

 

• Завършване на охлаждането: След термичната обработка напълнете пещта с аргон за бързо охлаждане. Когато температурата падне под 100 градуса, тръбата може да бъде извадена от пещта. Правостта на тръбата, обработена с този метод, може да бъде по-малка или равна на 1 mm/m, което може да отговори на изискванията за високо-прецизни приложения.

 

препратки:

[1] Мицуо Илши, Ясутака Андо, Исао Нагаи, 《ТЕХНИЧЕСКИ ДОКЛАД НА NIPPON STEEL № . 62 ЮЛИ 1994 г. експресенNIPPON STEEL, 1994, UDC621:46-47 https://www.nipponsteel.com/en/tech/report/nsc/pdf/6208.pdf