Paso 1: Obtenga RayMmateriales
Para fabricar un tubo en bruto de titanio, el primer paso es contar con materias primas calificadas. El titanio en la corteza terrestre existe principalmente en forma de dióxido de titanio en minerales como el rutilo y la ilmenita. A través de una serie de reacciones químicas complejas, principalmente tratando el mineral con cloro y carbono, y luego reaccionando con magnesio metálico, finalmente se obtiene un titanio puro poroso y suelto como una esponja, que se denomina "titanio esponja". Su nombre es muy descriptivo porque su apariencia y textura son realmente como una esponja de metal gris. Esta es la base de todo procesamiento posterior y su pureza determina directamente la calidad del tubo en bruto final. Después de obtener la esponja de titanio, los trabajadores la romperán en pequeños trozos de una determinada especificación para prepararlo para el siguiente paso de fundición.
Paso 2: Derretir&FundiciónIen lingotes
El titanio esponjoso suelto no se puede procesar directamente en tubos. Debe fundirse hasta obtener un único y denso lingote de metal. Debido a la extrema reactividad del titanio a altas temperaturas, reacciona vigorosamente con el oxígeno, el nitrógeno y otros gases del aire. Por tanto, el proceso de fusión debe realizarse al vacío o bajo la protección de gases inertes. El método industrial más utilizado es la "fusión por arco consumible al vacío". En pocas palabras, el titanio esponjoso y los elementos de aleación necesarios (como el aluminio y el vanadio, utilizados para producir la aleación de titanio TC4 comúnmente utilizada) se presionan en los electrodos. En un crisol de cobre grande, al vacío y-enfriado con agua, los electrodos actúan como "velas", generando arcos de alta-temperatura mediante auto-electrificación para fundirse. Luego, el titanio fundido se deja caer en un crisol situado debajo para que se enfríe y solidifique, formando el primer lingote de titanio. Para garantizar una composición uniforme y cumplir con los estándares de pureza, este proceso generalmente se repite dos o tres veces. El lingote de titanio cilíndrico o cuadrado final obtenido es el "material base" para fabricar palanquillas para tubos.
Paso 3: Forjar& Perforación
Con un lingote de titanio sólido en la mano, el siguiente paso es transformarlo en un tubo hueco en bruto. El lingote de titanio, después de fundirse, tiene granos grandes y una estructura interna desigual. Primero hay que falsificarlo. El lingote se calienta a una temperatura adecuada (generalmente entre 800 y 1000 grados) y luego se voltea y se extrae repetidamente usando una prensa hidráulica de diez-mil-toneladas o un martillo de forjado. Este proceso es como amasar una masa, que puede descomponer los granos grandes, refinar la microestructura y compactar los posibles defectos internos, mejorando significativamente las propiedades mecánicas del material de titanio. Después del forjado se obtiene una barra más densa y de menor-tamaño. Luego viene el paso crucial: la perforación -. El método más clásico es el "perforación con rodillo cruzado", en el que la barra de titanio calentada se envía entre dos rodillos que giran en sentido contrario. Las líneas centrales de los rodillos y la barra tienen un ángulo. Bajo la acción de la fricción, la barra gira y avanza simultáneamente, y en el centro es sometida a un fuerte esfuerzo cortante, siendo así "obligada" a que se le perfore un agujero, formando un tubo hueco inicial.
Paso 4: laminado de precisión& Tratamiento
Los tubos rugosos obtenidos mediante perforación siguen siendo bastante toscos, con espesores de pared desiguales y dimensiones imprecisas. Se requiere procesamiento adicional. Esto normalmente se logra mediante el proceso de "laminación de tubos", como el uso de un laminador en frío. Durante este proceso, el tubo rugoso se coloca sobre un mandril duro y se pasa a través de un rodillo tipo orificio- de forma especial. A medida que el laminador se mueve hacia adelante y hacia atrás, el tubo se lamina gradualmente, reduciendo el espesor de la pared, disminuyendo el diámetro y alisando la superficie. La precisión dimensional mejora significativamente. A través de múltiples pasadas de laminación en frío y un tratamiento térmico intermedio (conocido como "recocido", que tiene como objetivo eliminar el endurecimiento y las tensiones causadas por el procesamiento y restaurar la plasticidad del material), finalmente se obtiene una pieza en bruto de tubo de titanio con dimensiones precisas y excelente rendimiento. Finalmente, se endereza el tubo en bruto, se cortan los extremos, se limpia la superficie (por ejemplo, mediante lavado con ácido para eliminar las incrustaciones de óxido) y se realizan pruebas no-destructivas para garantizar que no haya defectos internos o superficiales. De esta manera, se produce una pieza bruta de tubo de titanio calificada, que se utiliza para fabricar diversos tubos de titanio de precisión necesarios en los campos aeroespacial, químico, médico y otros.
