Descrizione dei prodotti
I. Introduzione al prodotto
I blocchi forgiati in lega di titanio sono pezzi fucinati quadrati realizzati in titanio e leghe di titanio attraverso processi di forgiatura. Possiedono i principali vantaggi delle leghe di titanio come elevata resistenza, leggerezza, resistenza alla corrosione e biocompatibilità. Inoltre, dopo la forgiatura, presentano una struttura densa e proprietà meccaniche uniformi, che li rendono componenti di base chiave nella produzione di apparecchiature-di fascia alta. I blocchi di titanio (billette forgiate e laminate), come materiale di base per le piastre di rivestimento dei reattori chimici e le-basi portanti delle apparecchiature per le acque profonde-, sono diventati un materiale strategico insostituibile in ambienti estremi grazie alla loro resistenza alla corrosione completamente-media (resistenza ad acidi/alcali/agli ioni idrogeno), resistenza ultra-elevata e tenacità (resistenza alla compressione maggiore o uguale a 800 MPa) e vantaggi della formatura integrale di grandi-dimensioni. Rispetto al tradizionale Hastelloy, i blocchi di titanio hanno una durata 8 volte più lunga nell'acido cloridrico bollente e possono ridurre il peso del 40%.
II. Processo di produzione
L'obiettivo principale della forgiatura delle leghe di titanio è eliminare difetti come porosità e segregazione nei lingotti attraverso la "lavorazione a caldo + deformazione plastica", ottimizzare la struttura dei grani e migliorare la resistenza, la tenacità e l'accuratezza dimensionale dei pezzi forgiati. L'intero percorso del processo richiede un controllo rigoroso della temperatura, della quantità di deformazione e della velocità di raffreddamento.
1. Preparazione e pretrattamento della materia prima: selezionare i lingotti di titanio della qualità corrispondente in base allo scenario applicativo. Rimuovere le scaglie di ossido dalla superficie dei lingotti di titanio (mediante macinazione meccanica o lavaggio acido, con una formula di lavaggio acido di HF:HNO₃:H₂O=1:3:16) per evitare che le scaglie di ossido vengano pressate nella forgiatura durante la forgiatura e causino difetti. Allo stesso tempo, il lingotto di titanio viene sottoposto a ricottura di omogeneizzazione (a una temperatura compresa tra 900 e 950 gradi, mantenuta per 2-4 ore) per eliminare la segregazione della composizione interna del lingotto.
2. Processo di riscaldamento: la forgiatura della lega di titanio è sensibile alla temperatura e deve essere rigorosamente controllata attorno alla "temperatura di transizione" (T). È necessario utilizzare forni a resistenza sotto vuoto o forni protetti da gas inerte- (atmosfera di argon) per evitare che le leghe di titanio si ossidino e assorbano idrogeno ad alte temperature (un contenuto eccessivo di idrogeno può portare a "infragilimento da idrogeno" e l'H deve essere controllato affinché sia inferiore o uguale allo 0,015%). La velocità di riscaldamento dovrebbe essere inferiore o uguale a 150 gradi /h per evitare fessurazioni da stress termico. Il tempo di mantenimento viene calcolato in base allo spessore del lingotto di titanio (da 1,5 a 2,5 minuti/mm) per garantire una penetrazione uniforme della temperatura.
3. Lavorazione della forgiatura: vengono utilizzati stampi quadrati personalizzati. Le billette di titanio riscaldate vengono posizionate nella cavità dello stampo e formate in uno o più passaggi attraverso una pressa (tonnellaggio maggiore o uguale a 3000 t). Gli stampi devono essere preriscaldati a 300-400 gradi per ridurre il rischio di usura dello stampo e crepe nella forgiatura. Dopo la forgiatura, la microstruttura del pezzo forgiato è più uniforme e il successivo sovrametallo può essere ridotto dal 30% al 50%.
4. Processo di trattamento termico: trattamento di ricottura (processo tradizionale): elimina lo stress interno della forgiatura, stabilizza la microstruttura e migliora la plasticità.
5. Lavorazione e finitura: le scaglie di ossido e il sovrametallo in eccesso sulla superficie di forgiatura vengono rimossi mediante fresatrici e piallatrici e la forgiatura viene inizialmente lavorata in una forma quadrata (lasciando un sovrametallo di finitura compreso tra 1 e 3 mm). La fresatura e la rettifica vengono eseguite utilizzando un centro di lavoro CNC per garantire la precisione dimensionale del quadrato. Rimuovere le sbavature dagli angoli e dai bordi e utilizzare la pulizia a ultrasuoni per rimuovere macchie di olio e detriti metallici.
Ⅲ. Applicazione
1. Ingegneria chimica e ingegneria marittima: basi e corpi di valvole per apparecchiature per acque profonde-, rivestimenti ed elettrodi per reattori chimici
2. Nuovo campo energetico: rivestimento interno di recipienti per reazioni chimiche, alberi centrali di rulli catodici di batterie al litio
3. Settori tecnologici emergenti: deviatori per reattori a fusione nucleare, giunti in lega di titanio per cavi ottici sottomarini.
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