Титановата тел има добри характеристики на ниска плътност, висока специфична якост, силна устойчивост на корозия и отлични всеобхватни механични свойства. Той се използва широко в областта на химическата защита от корозия, прецизното оборудване, медицинските устройства и услугите за аерокосмическа поддръжка. Качеството на продуктите от титанова тел е изключително чувствително към чистотата на суровините, температурата на гореща обработка, контрола на деформацията и процедурите за топлинна обработка. Цялостната верига на производствения процес е дълга и изискванията за точност на процеса са високи. Стабилността на параметрите във всеки процес директно определя еднородността на структурата, качеството на повърхността и крайната производителност на титановата тел. Какви са ключовите моменти от пълния процес на подготовка от топенето на суровината до съхранението на продукта, за да се произведе високопрецизна титанова тел?
Производството на титаниеви проводници използва висококачествен гъбест титан като основна суровина. Първият процес е вакуумно самопоглъщащо се дъгова пещ топене на блокове. Поради изключително високата реактивност на титановата течност при високи температури, тя лесно адсорбира газови примеси като кислород, азот и водород, което води до намалена пластичност и повишена крехкост на материала. Следователно, целият процес на топене трябва да поддържа високо вакуумно запечатана среда без газово замърсяване.
След приключване на процеса на топене се получава плътен титанов слитък. Повърхността на слитъка трябва да се шлайфа и да се провери за дефекти без повреди. Всички вътрешни и повърхностни дефекти като пукнатини, пори, порьозност и включвания трябва да бъдат щателно проверени и елиминирани, за да се гарантира, че матрицата на слитъка е еднаква и чиста, полагайки квалифицирана основа за заготовки за последваща обработка на коване, валцуване и изтегляне.
Квалифицираните титанови слитъци се нагряват прецизно и след това влизат в процеса на изковаване. Чрез голяма пластична деформация при коване грубите зърна в отлято състояние се смачкват ефективно, нехомогенностите на отливката се елиминират и малките дефекти на порьозността се затварят. Това постига усъвършенстване и хомогенизиране на микроструктурата на материала, което значително подобрява цялостната пластичност и стабилност при обработка на заготовката.
Кованите заготовки са равномерно подложени на повърхностно обелване, шлайфане и корекция на формата, за да се отстранят оксидният слой и повърхностните дефекти, осигурявайки еднакви размери и гладки повърхности на заготовките и избягвайки концентрацията на напрежението и проблемите с повърхностното обелване при последваща обработка.
След обработка на повърхността, заготовката влиза в процеса на горещо валцуване. Чрез множество преминавания на стъпаловидно редукционно валцоване, размерът на напречното сечение на пръта постоянно намалява. Контролът на температурния диапазон по време на етапа на горещо валцуване е особено важен. Прекомерната температура може да доведе до груби зърна и прекомерно окисляване на повърхността; твърде ниската температура ще увеличи устойчивостта на деформация и може да доведе до напукване, отклонения в размерите и други проблеми с качеството.
След завършване на горещото валцуване върху повърхността на заготовката ще се образува плътен оксиден слой. Необходимо е старателно отстраняване на повърхностния оксиден слой, мръсотия и примеси чрез професионален процес на измиване с киселина. След киселинно измиване се извършва обработка с вакуумно отгряване, за да се освободи ефективно остатъчното напрежение при обработката, генерирано по време на горещо валцуване, да се възстанови пластичността и здравината на материала, да се елиминира втвърдяването при работа и да се осигурят добри условия за формоване за последващия процес на студено изтегляне.
Студеното изтегляне е основният процес за фино формоване и оразмеряване на титанови жици. Титаниевите материали претърпяват бързо работно втвърдяване и значително намаляване на пластичността по време на студена обработка, което го прави най-предизвикателната стъпка в производството на титанова тел.
По време на производствения процес повърхността на заготовката трябва да бъде равномерно покрита със специален смазващ слой, който значително намалява триенето между матрицата и заготовката и минимизира износването на матрицата и повърхностните драскотини върху телта. Процесът възприема принципа на малка деформация, многократно преминаване и стъпаловидно намаляване на диаметъра, стриктно контролирайки количеството на деформация при всяко преминаване и елиминирайки дефекти като счупване на тел и напукване, причинени от бърза деформация и концентрация на напрежението.
В същото време, за непрекъснато облекчаване на работното втвърдяване, трябва да се извършва обработка с вакуумно отгряване след всеки няколко преминавания на изтегляне, бързо възстановяване на пластичността на материала, осигуряване на стабилност на непрекъсната обработка и докато се достигне спецификацията на целевия диаметър на проводника.
След като титановата жица е завършена с измерване на фиксирана дължина и навиване на линията, тя преминава през допълнително фино киселинно измиване и полиране, за да се премахнат напълно остатъчните маслени петна и следи от оксидни слоеве по повърхността, като се гарантира, че повърхностното покритие на готовите продукти отговаря на стандартните изисквания.
Впоследствие се извършва цялостна проверка на готовите продукти, включително визуална проверка на външния вид, измерване на точността на размерите, тестове за механични характеристики и безразрушителен тест. Множество индикатори се проверяват, за да се валидира изчерпателно консистенцията на размерите, качеството на повърхността, здравината и пластичността и състоянието на вътрешната структура на титановата тел. Само когато всички показатели са квалифицирани, продуктите могат да бъдат опаковани, запечатани и съхранявани в склада.
За да се произведат високопрецизни титанови проводници, е необходима системна технологична система с усъвършенствано пречистващо топене, оптимизирана структурна обработка, прецизно студено формоване, градиентна топлинна обработка и контрол на качеството на целия процес. Необходимо е стриктно да се контролира вакуумната среда, температурата на обработка, степента на деформация, режимът на отгряване и състоянието на повърхността и да се избягват често срещани дефекти като напукване, втвърдяване, окисление и включвания, за да се произвеждат стабилно висококачествени продукти от титанова тел с еднаква структура, постоянна производителност и висока прецизност.