O que afeta o processo de fabricação dos tubos de titânio?

Os múltiplos fatores influenciaram o processo de fabricação dos tubos de titânio, incluindo propriedades do material, parâmetros técnicos e condições do equipamento. Ele determina diretamente a precisão dimensional, as propriedades mecânicas, a resistência à corrosão e a adaptabilidade da aplicação do produto.

 

 

1. Propriedades da matéria-prima

• As propriedades da matéria-prima determinam a dificuldade de processamento (por exemplo, Gr5 requer maior força de laminação devido à alta resistência), sistema de tratamento térmico (por exemplo, temperatura da solução) e compatibilidade de soldagem.
• Pureza da composição química, Pureza insuficiente causa diminuição da plasticidade e aumento do risco de rachaduras na soldagem; é necessário um controle rigoroso dos processos de fundição (por exemplo, Refusão por arco a vácuo, VAR)

Os defeitos de qualidade do lingote/tarugo são herdados pelos tubos acabados; forjamento e extrusão são necessários para refinar grãos e eliminar defeitos

 

2.Formando Parâmetros do Processo

• Na extrusão a quente, temperatura muito baixa causa alta resistência à deformação e rachaduras no tubo; temperatura muito alta resulta em grãos grossos, afetando as propriedades mecânicas. Os principais parâmetros são temperatura de extrusão (800-1000 graus), velocidade de extrusão e design da matriz.
• Laminação a frio/frio: Tendências de deformação excessiva a endurecimento severo, exigindo recozimento intermediário; a lubrificação deficiente causa facilmente arranhões na superfície e aderência da matriz. Os principais parâmetros incluem quantidade de deformação (passagem única menor ou igual a 30%), condições de lubrificação, precisão do rolo/matriz.
• Soldagem (Exceto Tubos Sem Costura): Proteção inadequada causa oxidação e fragilização da solda; corrente excessiva leva facilmente a defeitos, por exemplo, queima-e penetração incompleta. Os principais parâmetros são método de soldagem (TIG, soldagem a laser), pureza do gás de proteção (Ar), corrente de soldagem.

 

3. Tratamento térmico

• Recozimento:Elimina o endurecimento por trabalho, refina os grãos e melhora a plasticidade e a tenacidade; temperatura excessiva leva a grãos grossos e resistência reduzida (temperatura (550-750 graus), tempo de retenção, taxa de resfriamento)

 

• Envelhecimento por Solução (Gr5): Aumenta a resistência e dureza da liga; parâmetros inadequados resultam em desempenho instável na temperatura da solução (920-960 graus) e temperatura de envelhecimento (450-550 graus)

 

4. Tratamento de superfície e controle de qualidade

Link	Fatores-chave	Impacto
Limpeza de superfície	Fórmula de decapagem (ácido misto HF+HNO₃), tempo de decapagem	Remove incrustações de óxido e óleo; excesso-de decapagem causa corrosão na superfície e resistência à corrosão
Controle de precisão dimensional	Precisão de matriz/rolo, equipamento de teste on-line (por exemplo, medição de espessura ultrassônica)	afetam o diâmetro externo do tubo e a tolerância da espessura da parede (por exemplo, a norma ASTM B337 exige tolerância de espessura da parede de ±5%)
Detecção de defeitos	Métodos END (UT, ET, raio-X)	Identifica rachaduras internas, espessura irregular da parede, inclusões e outros defeitos para evitar produtos não qualificados.

 

5. Equipamentos e Condições Ambientais

Categoria	Fatores-chave	Impacto
Precisão do Equipamento	Coaxialidade e precisão de controle de pressão de extrusoras e laminadores	A precisão insuficiente do equipamento leva à ovalização excessiva do tubo e à espessura irregular da parede
Controle ambiental	Umidade da oficina (menor ou igual a 65%), teor de poeira	Ambientes úmidos causam facilmente oxidação superficial de materiais de titânio; a poeira causa arranhões na superfície, afetando a aparência do produto e a resistência à corrosão

 

 

• Precisão de conformação e dimensional

Extrusão a quente + laminação a frio: Alta precisão (tolerância de diâmetro externo ±0,1 mm) para tubos de titânio de alta-precisão aeroespacial.

Extrusão a quente única: Alta eficiência, maior tolerância (±0,5 mm) para tubulações industriais.

 

• Tratamento Térmico e Propriedades Mecânicas

Gr2: Recozido a 550 graus → Resistência à tração maior ou igual a 345MPa, alongamento maior ou igual a 20% (como tubulações químicas).

Gr5: Solução-tratada a 940 graus + envelhecida a 500 graus → Resistência à tração maior ou igual a 900MPa, alongamento maior ou igual a 10% (como tubos hidráulicos de aviação).

 

• Tratamento de Superfície e Resistência à Corrosão

Decapagem + passivação: Forma uma película densa de óxido de TiO₂ → Aumenta a resistência à corrosão por cloro/água do mar (ambientes agressivos).

 

 

1. Necessidades de alta-precisão na indústria aeroespacial e médica:

lingote fundido a vácuo → extrusão a quente → laminação a frio com-passagens múltiplas → recozimento de precisão → testes não-destrutivos on-line

Controle a quantidade de deformação da laminação a frio para menor ou igual a 25% e a temperatura intermediária de recozimento para 600 graus para garantir que o tamanho do grão seja menor ou igual a 50 μm.

 

2. Necessidades de resistência à corrosão na indústria química e marítima:

As classes Gr2 e Gr7 otimizam o processo de decapagem (HF:HNO₃=1:3, tempo de decapagem de 3 a 5 minutos).

Use proteção de argônio de alta-pureza (pureza maior ou igual a 99,99%) para evitar oxidação da solda.

 

3. Altas-necessidades de resistência em estruturas mecânicas e de aviação:

Selecione liga Gr5, "extrusão a quente → tratamento de envelhecimento em solução → acabamento por trefilação a frio.

Defina a temperatura da solução para 940 graus (mantendo por 1 hora) e a temperatura de envelhecimento para 500 graus (mantendo por 4 horas) para melhorar a resistência, garantindo tenacidade.