Etapa 1: Obtenha RahMmateriais
Para fazer um blank para tubo de titânio, o primeiro passo é contar com matéria-prima qualificada. O titânio na crosta terrestre existe principalmente na forma de dióxido de titânio em minerais como rutilo e ilmenita. Através de uma série de reações químicas complexas, principalmente tratando o minério com cloro e carbono, e depois reagindo com magnésio metálico, obtém-se finalmente um titânio puro poroso e solto como uma esponja, denominado "titânio esponja". Seu nome é muito descritivo porque sua aparência e textura lembram uma esponja de metal cinza. Esta é a base para todo o processamento subsequente, e sua pureza determina diretamente a qualidade do tubo em branco final. Depois de obter o titânio esponjoso, os trabalhadores irão quebrá-lo em pequenos pedaços de uma determinada especificação para se preparar para a próxima etapa de fundição.
Etapa 2: Derretimento&FundiçãoInto Lingotes
O titânio esponjoso solto não pode ser processado diretamente em tubos. Deve ser derretido em um único lingote de metal denso. Devido à extrema reatividade do titânio em altas temperaturas, ele reage vigorosamente com oxigênio, nitrogênio e outros gases no ar. Portanto, o processo de fusão deve ser realizado no vácuo ou sob proteção de gases inertes. O método industrial mais comumente usado é a "fusão por arco consumível a vácuo". Simplificando, o titânio esponjoso e os elementos de liga necessários (como alumínio e vanádio, usados para produzir a liga de titânio TC4 comumente usada) são pressionados em eletrodos. Em um cadinho de cobre grande, aspirado e-resfriado a água, os eletrodos atuam como "velas", gerando arcos de-alta temperatura por auto-eletrificação para se fundirem. O titânio fundido é então colocado em um cadinho abaixo para esfriar e solidificar, formando o primeiro lingote de titânio. Para garantir uma composição uniforme e atender aos padrões de pureza, esse processo geralmente é repetido duas a três vezes. O lingote de titânio cilíndrico ou quadrado final obtido é o "material original" para a fabricação de tarugos de tubos.
Etapa 3: Forjamento& Perfuração
Com um lingote sólido de titânio em mãos, o próximo passo é transformá-lo em um tubo vazio oco. O lingote de titânio, após derretido, apresenta grãos grandes e estrutura interna irregular. Primeiro precisa ser forjado. O lingote é aquecido a uma temperatura apropriada (geralmente entre 800 e 1.000 graus) e, em seguida, repetidamente virado e extraído usando uma prensa hidráulica de dez-mil- toneladas ou um martelo de forjamento. Esse processo é como amassar massa, que pode quebrar grãos grandes, refinar a microestrutura e compactar possíveis defeitos internos, melhorando significativamente as propriedades mecânicas do material de titânio. Após o forjamento, obtém-se uma barra menor-de tamanho e mais densa. Depois vem a etapa crucial - piercing. O método mais clássico é a "perfuração por rolamento cruzado", em que a barra de titânio aquecida é enviada entre dois rolos-contra-rotativos. As linhas centrais dos rolos e da barra têm um ângulo. Sob a ação do atrito, a barra gira e avança simultaneamente e, no centro, é submetida a uma forte tensão de cisalhamento, sendo assim “forçada” a ter um furo perfurado através dela, formando um tubo oco inicial.
Etapa 4: laminação de precisão& Tratamento
Os tubos ásperos obtidos por perfuração ainda são bastante grosseiros, com espessura de parede irregular e dimensões imprecisas. É necessário processamento adicional. Isso normalmente é realizado através do processo de "laminação de tubos", como o uso de um laminador a frio. Durante esse processo, o tubo áspero é colocado sobre um mandril rígido e passado por um rolo do tipo furo-de formato especial. À medida que o laminador se move para frente e para trás, o tubo é gradualmente laminado, reduzindo a espessura da parede, diminuindo o diâmetro e alisando a superfície. A precisão dimensional é significativamente melhorada. Através de múltiplas passagens de laminação a frio e tratamento térmico intermediário (conhecido como “recozimento”, que visa eliminar o endurecimento e as tensões causadas pelo processamento e restaurar a plasticidade do material), obtém-se finalmente um tubo de titânio com dimensões precisas e excelente desempenho. Finalmente, a peça bruta do tubo é endireitada, as extremidades são cortadas, a superfície é limpa (como lavagem com ácido para remover incrustações de óxido) e testes não-destrutivos são conduzidos para garantir que não haja defeitos internos ou superficiais. Dessa forma, é produzido um tubo de titânio qualificado, que é usado para fabricar vários tubos de titânio de precisão necessários nas áreas aeroespacial, química, médica e outras.
