Tehnologija i primjena obrade metalnih materijala

Sep 09, 2025 Ostavite poruku

Metode proizvodnje trupaca bešavnih cijevi od legure titana uglavnom uključuju probijanje i ekstruziju te koso valjanje. Metoda bušenja i ekstruzije općenito uključuje izravno istiskivanje zagrijanih titanskih ingota u šuplji oblik čaše u cilindru za istiskivanje kroz podmazivanje. Koso valjanje probijanja koristi valjke i fiksne vodeće ploče za brzo provlačenje šipki od titanijske legure kroz fiksnu osovinu kako bi se dobile bešavne cijevi. Metoda probijanja i ekstruzije ima veću fleksibilnost u proizvodnji cijevnih trupaca, može proizvesti cijevne trupce različitih specifikacija, a zbog velike deformacije tijekom ekstruzije može razbiti zrna kako bi se postiglo fino ojačanje zrna. Dodatno, ova metoda ima tro-smjerno naprezanje tijekom ekstruzije, što omogućuje proizvodnju cijevnih trupaca od metala slabe plastičnosti. Međutim, metoda probijanja i ekstruzije ima veliku potrošnju metala u proizvodnji cijevnih trupaca, uzrokuje značajno trošenje korištenih kalupa, a oprema je složena s visokim troškovima ulaganja. Štoviše, kvalitetu površine proizvoda teško je zajamčiti. Metoda probijanja i istiskivanja može se dalje podijeliti na ekstruziju naprijed i ekstruziju unatrag. Ekstruzija unazad često se koristi za cijevi velikog-promjera i velike-otpornosti-na deformacije. K. Srinivasan i sur. potvrdio je izvedivost korištenja otvorenih matrica za ekstruziju komercijalnih cijevi od čistog titana. Rezultati su pokazali da ekstruzija s otvorenom matricom unatrag zahtijeva manje sile od ekstruzije prema naprijed, a kvaliteta površine titanskih cijevi proizvedenih ekstruzijom s otvorenom matricom unatrag je viša, s manjom potrošnjom maziva. Međutim, prikladan je samo za proizvodnju kraćih cijevnih spojeva. Koso valjanje ima manje trošenje metala i kalupa tijekom proizvodnje cijevnih trupaca i ima niže zahtjeve za uvjete podmazivanja, a istovremeno osigurava kvalitetu površine proizvoda. Oprema koja se koristi također je jednostavnija i ima manje investicijske troškove. Trošak proizvodnje ove metode iznosi oko 50-70% troška bušenja i ekstruzije. Koso valjanje probijanja također ima očite nedostatke, kao što je proizvodnja relativno monotonih cijevnih trupaca sa slabom fleksibilnošću i malom deformacijom, te nije prikladno za cijevne trupce tankih stijenki.

Titanium alloy seamless tube billet

Valjanje je bitan proces za oblikovanje bešavnih cijevi od legure titana. Prema različitim uvjetima valjanja, može se podijeliti na toplo valjanje i hladno valjanje. Vruće valjanje je proces valjanja cijevnih trupaca na određenoj temperaturi, obično ispod temperature rekristalizacije. Hladno valjanje je proces valjanja cijevnih trupaca na sobnoj temperaturi. Općenito, vruće valjanje uzrokuje veće trošenje kalupa i valjaka valjaonice i ima manje preciznu kontrolu nad točnošću dimenzija u usporedbi s hladnim valjanjem. Stoga je hladno valjanje prikladniji izbor za proizvodnju bešavnih cijevi od legure titana. Prema različitim valjaonicama koje se koriste u hladnom valjanju, može se dalje podijeliti na hladno valjanje s dva-valjka i hladno valjanje s tri-valjka. Poprečni-presjek utora valjaka dvova-mlina postupno se mijenja, a tijekom procesa valjanja, trn i cijevna gredica povremeno se okreću i dodaju. Dva-hladno valjanje može postići veliko smanjenje promjera, ima visoku proizvodnu učinkovitost, ali oprema je složena, valjke je teško zamijeniti, a površinska obrada i točnost dimenzija valjanih cijevi nisu dobri. Mlin s tri-valjka ima tri valjka raspoređena pod 120 stupnjeva oko gredice cijevi, a poprečni-presjeci žljebova triju valjaka su svi jednaki, tvoreći kružnu rupu. Tijekom procesa kotrljanja, koljenasta klackalica i sustav šipki pokreću klizač i okvir valjka da izvode recipročno linearno gibanje. Oprema za hladno valjanje s tri{19}}valjka je relativno jednostavna, zamjena alata je prikladna, a deformacija je jednolika. Kvaliteta površine valjanih cijevi je dobra, ali je deformacija tijekom valjanja mala, a učinkovitost proizvodnje niska.

 

Parametri procesa valjanja imaju značajan utjecaj na performanse i kvalitetu cijevi. Procesni parametri valjanja cijevi uključuju količinu deformacije, prolaze valjanja, količinu dodavanja i brzinu valjanja. (1) Količina deformacije: Količina deformacije ima utjecaj na silu valjanja potrebnu za valjanje cijevi, kvalitetu površine valjanih cijevi, toplinski učinak deformacije te mikrostrukturu i svojstva cijevi nakon valjanja. Qi Yunlian i sur. proučavali su utjecaj deformacije hladnog valjanja na mikrostrukturu i svojstva cijevi od legure titana Ti-1300 i otkrili da kada se deformacija hladnog valjanja poveća s 20% na 30%, poboljšane su i vlačna čvrstoća i plastičnost. Čvrstoća je porasla s 1207,5 MPa na 1223,5 MPa, a istezanje s 12,75% na 13,25%. (2) Brzina dodavanja Brzina dodavanja ne utječe samo na učinkovitost proizvodnje valjanih cijevi, već također utječe na kvalitetu površine proizvoda. Ako je brzina dodavanja premala, stopa proizvodnje bit će niska. Ako je prevelika, cijevi mogu imati nedostatke kao što su neravnine, eliptičnost i nejednaka debljina stijenki, što ozbiljno utječe na kvalitetu cijevi. (3) Prolazi valjanja U procesu valjanja, obično nije moguće valjati cijevi prema zahtijevanim specifikacijama u jednom prolazu. Za dobivanje željenih proizvoda potrebno je više prolaza. Iako povećanje broja prolaza valjanjem može smanjiti deformaciju potrebnu u svakom prolazu i rezultirati cijevima s ujednačenijom debljinom stijenke, previše prolaza će povećati troškove proizvodnje, a inkluzije koje nastaju tijekom procesa valjanja mogu oštetiti kvalitetu površine cijevi u više prolaza.