Processamento de fio de titânio: defeitos e soluções

O fio de titânio possui um processo de preparação complexo e requisitos rígidos de precisão e desempenho. Durante o processo de produção, ele é facilmente afetado por múltiplos fatores como matérias-primas, equipamentos e parâmetros de processo, resultando em diversos defeitos que afetam diretamente a qualidade do produto e aplicações subsequentes.

1. Defeitos Superficiais

• Arranhões e buracos: Matrizes ásperas e desgastadas com impurezas aderidas; pré-tratamento incompleto dehastes de titânio; desgaste e contaminação das rodas-guia e{0}}rodas tensoras.
• Escala de Óxido: O titânio é altamente reativo. Durante o processamento em alta-temperatura, atmosfera protetora inadequada, temperatura excessivamente alta e tempo de retenção prolongado levam à formação de escamas de óxido de TiO₂ e Ti₂O₃ na superfície, que são fáceis de descascar e causam desgaste excessivo da matriz.
• Rachaduras superficiais: Parâmetros de trefilação a frio inadequados e falha na execução oportuna do tratamento térmico intermediário; temperatura e taxas de aquecimento/resfriamento irregulares durante o tratamento térmico, levando à concentração de tensão térmica, ou temperatura excessivamente alta, causando grãos grossos e plasticidade reduzida.

2. Defeitos Internos

• Cavidades de contração e porosidade: Alimentação insuficiente causada por parâmetros inadequados de fundição e fundição de lingotes ou design de molde leva a cavidades de contração; a porosidade é uma forma refinada de cavidades de contração que não são totalmente compactadas durante a laminação e trefilação e permanecem dentro do fio de titânio.
• Grãos Grossos e Microestrutura Desigual: Crescimento anormal de grãos causado por temperatura excessivamente alta e tempo de retenção prolongado durante laminação a quente/tratamento térmico; a distribuição desigual da deformação do rolamento e a falha na realização do tratamento térmico de homogeneização em tempo hábil resultam em desordem da microestrutura e flutuações nas propriedades mecânicas.
• Inclusões internas: Impurezas no titânio esponjoso bruto não foram completamente removidas durante a fundição; desgaste de detritos de equipamentos e partículas de molde incorporadas durante o processamento, que destroem a continuidade da matriz e são propensas a induzir rachaduras.

3. Defeitos de precisão dimensional

• Diâmetro fora da-tolerância-: Desgaste da matriz, controle inadequado de deformação e desvios na folga do rolo.
• Redondeza ruim: Desgaste desigual da matriz, força assimétrica e rodas guia deslocadas levando à excentricidade.
• Desvio de Retidão: Tensão de-recolhimento instável, deformação por resfriamento durante o tratamento térmico e parâmetros de endireitamento irracionais.

1. Prevenção de defeitos de superfície

• Pré-tratamento e gerenciamento de matrizes: Remova incrustações de óxido e impurezas das hastes de titânio por decapagem e trituração; selecione matrizes diamantadas de alta-precisão e realize polimento e lubrificação regulares; limpe oportunamente as rodas-guia e{1}}as rodas tensoras para evitar contaminação e desgaste.
• Controle da atmosfera em processamento-de alta temperatura: Adote proteção de argônio de alta pureza-maior ou igual a 99,999% para laminação a quente/tratamento térmico; otimizar o processo de aquecimento reduzindo a temperatura limite superior e encurtando o tempo de espera; remova pequenas incrustações de óxido por decapagem/eletropolimento e controle rigorosamente os parâmetros para evitar a corrosão da matriz.
• Controle de parâmetros de trefilação a frio e tratamento térmico: Adote o método de "pequena deformação e multi{0}}passe" para trefilação a frio e realize tratamento térmico intermediário entre passes para eliminar o endurecimento por trabalho; ajuste a temperatura de acordo com o grau e controle a taxa de aquecimento/resfriamento para garantir uniformidade.

2. Prevenção de defeitos internos

• Melhorar a fundição e a qualidade dos lingotes: Selecione titânio esponjoso de alta-pureza, filtre as impurezas e seque-o; realizar 2-3 vezes de refusão por arco a vácuo/feixe de elétrons para homogeneizar a composição e refinar os grãos; otimizar o lingoteiro, controlar os parâmetros de fundição e resfriamento e adicionar risers de alimentação; realizar testes não destrutivos em lingotes para rejeitar produtos não qualificados.
• Otimize os processos de laminação e tratamento térmico: Distribuir uniformemente a quantidade de deformação em cada passe de laminação para evitar concentração de tensão local; definir a temperatura de laminação a quente dentro da faixa de recristalização; realizar tratamento térmico de homogeneização após trefilagem e adotar solução e tratamento de envelhecimento para fios de titânio de alta-precisão para obter grãos uniformes e microestrutura estável.
• Controle de limpeza de processamento: Inspecionar e manter regularmente equipamentos de laminação e trefilação e substituir peças desgastadas; adotar processamento fechado para reduzir impurezas; Use testes ultrassônicos não{0}destrutivos em fios de titânio acabados.

3. Melhoria da precisão dimensional

• Controle preciso dos parâmetros de trefilação e laminação do fio: Calibre e substitua regularmente as matrizes de trefilação, ajuste a quantidade de deformação de cada passagem de acordo com o diâmetro do fio de titânio e faça-correções de parâmetros em tempo real combinadas com detecção on-line; ajuste com precisão a folga do rolo durante a laminação, controle a velocidade e estabilize a tensão para garantir um diâmetro uniforme da haste de titânio.
• Otimize o posicionamento do equipamento e o controle de tensão: Ajuste a coaxialidade das rodas-guia e{0}}rodas tensoras para evitar força excêntrica; adotar um sistema de absorção de tensão constante-para reduzir a deformação; use equipamento de endireitamento de alta-precisão para ajustar a pressão e a velocidade após a conformação para garantir uma retilineidade qualificada.

4.Controle-completo de qualidade do processo

É necessário um-sistema completo de inspeção de qualidade do processo:

• Inspecionar a composição e pureza das matérias-primas antes de armazená-las;
• Realizar testes de aparência, dimensionais, não{0}}destrutivos e mecânicos em lingotes, hastes de titânio e produtos acabados, detectar defeitos em tempo hábil e rastrear a origem;
• Verifique regularmente os equipamentos, otimize o banco de dados de parâmetros do processo e formule processos padronizados de acordo com graus e especificações para reduzir erros humanos.

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