Почему титановая пластина ведет себя по-разному на мельнице
Титан имеет шестиугольную плотную-решетку, поэтому он-быстро затвердевает, сильно пружинит после изгиба и имеет тенденцию истираться о стальные валки. Ее теплопроводность, составляющая от 16 до 22 Вт/(мК), составляет лишь часть теплопроводности углеродистой стали, поэтому тепло, выделяемое при вдавливании валка, остается на поверхности, а не распространяется по телу пластины. Вместе с сильным сродством к кислороду, азоту и водороду при температуре выше примерно 600 градусов C эти три свойства определяют каждое решение на линии прокатки: уменьшение количества проходов, температура валков, смазка, атмосфера печи и удаление окалины.
Практическим следствием является то, что график титановой пластины невозможно просто скопировать из формата нержавеющей стали. Обжатие за проход должно оставаться меньшим, рабочие валки требуют более частой правки, а каждая горячая ступень должна быть либо короткой, либо защищена от промежуточного загрязнения.
Последовательность прокатки от сляба до готовой пластины
При горячей прокатке сляб или слиток доводится до промежуточной толщины, обычно в диапазоне от 700 до 950 градусов Цельсия, с небольшим обжатием за проход и повторным нагревом по мере необходимости.
За этим следует очистка и удаление альфа-корпуса,-обогащенного кислородом, поскольку твердый, хрупкий поверхностный слой растрескивается во время холодной обработки и несет дефекты в готовую пластину.
Промежуточный отжиг при подходящей температуре восстанавливает пластичность перед дальнейшим восстановлением; вакуум или инертная атмосфера используются там, где требуется чистая,-поверхность, не содержащая оксидов.
Холодная прокатка, или теплая чистовая прокатка, доводит лист до окончательной толщины с небольшими обжатиями и достаточной смазкой, с дальнейшим отжигом по мере накопления наклепа.
Выравнивание или выравнивание растяжением устраняет остаточную кривизну и упругую деформацию.
Травление в контролируемой азотно--фтороводородной ванне удаляет тепловой оттенок и остаточную альфа-оболочку, а пластину окончательно проверяют на толщину, плоскостность и состояние поверхности на соответствие ASTM B265 или GB/T 3621.
| Этап | Типичная температура | Цель |
| Горячая прокатка | от 700 до 950 градусов С | Уменьшение толщины, разрушение литой конструкции |
| Промежуточный отжиг | от 650 до 750 градусов Цельсия | Восстановление пластичности, облегчение наклепа. |
| Холодная или теплая финишная прокатка | Температура окружающей среды около 400 градусов C | Окончательная толщина, плоскостность и качество поверхности. |
| Снятие стресса | от 500 до 600 градусов С | Стабильность размеров при последующей обработке |
Методы резки и как выбрать один
Метод резки выбирается исходя из толщины листа, требуемого качества кромки, тепловложения, которое может выдержать материал, и размера пола цеха.
| Метод | Типичная толщина | Примечания по титану |
| стрижка | Тонкая пластина | Быстро и холодно, но зазор лезвия должен соответствовать титану, чтобы избежать растрескивания кромки. |
| Плазменная резка | Средняя и тяжелая тарелка | Используйте аргон или аргон-водородный плазменный газ; богатый кислородом-газ загрязняет поверхность разреза |
| Лазерная резка | Тонкая и средняя тарелка | Вспомогательный азот поддерживает чистоту реза и ограничивает окисление. |
| Абразивная гидроабразивная резка | Тонкая или очень тяжелая пластина | Нет зоны термического воздействия и нет деформации, лучше всего подходит для толстых или готовых деталей. |
Какой бы метод ни использовался, кромка среза подкрашивается под воздействием тепла или слегка загрязняется на небольшую глубину, и этот слой следует удалять травлением или легкой шлифовкой на деталях, которые будут свариваться или подвергаться воздействию агрессивной среды.
Пошаговая--пошаговая процедура резки
Для полуавтоматической резки сначала поместите направляющую на плоскую поверхность титановой пластины, а затем установите режущий станок на направляющую. Этот порядок нельзя изменить, поскольку рельс, уложенный на верхнюю часть машины или на неровный штабель, деформируется и срез смещается.
Установите параметры резки в соответствии с фактической толщиной листа, типом газа и размером сопла, чтобы пропил оставался равномерным, а линии сопротивления оставались приемлемыми.
Убедитесь, что газовый проход сопла свободен; перед началом работы устраните засоры, иначе рез будет неполным и сопло перегреется.
Перед резкой очистите поверхность листа и оставьте вокруг детали достаточно свободного пространства для выдувания шлака и расплавленного шлака.
Соблюдайте рекомендованное расстояние между режущим соплом и поверхностью пластины. Слишком близкое расстояние чревато столкновением и повреждением сопла, слишком большое приводит к потере энергии резания и образованию сильного окалина.
Перед началом резки необходимо предварительно нагреть ее, так как недостаточный предварительный нагрев оставляет начало резки незаплавленным и сокращает срок службы расходных материалов.
Если детали разного размера складываются вместе, сначала разрежьте маленькие детали, а затем большие, чтобы жесткие и тяжелые секции все еще поддерживали заготовку, пока мелкие детали будут освобождены.
Качество кромки и проверка после резки
Проверьте пропил на прямоугольность, наличие окалины и термического оттенка и убедитесь, что размеры соответствуют чертежу в пределах допусков, согласованных с заказчиком. Обесцвеченная кромка обычно означает, что при повышенной температуре попали кислород, азот или водород, поэтому перед сваркой необходимо удалить пораженный слой. На критически важных деталях контрольная или ультразвуковая проверка должна подтвердить отсутствие трещин на кромке разреза или в углах, а с готовыми листами следует обращаться с помощью чистых строп или мягких опор, чтобы железные загрязнения от стальных подъемных механизмов не оставляли следов на поверхности.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Почему направляющую необходимо разместить на пластине до того, как режущий станок будет установлен на направляющей?
Рельсу нужна ровная, устойчивая поверхность, чтобы оставаться прямым. Если сначала поставить станок или рельс уложить на неровную стопку, рельс прогибается, траектория резака искривляется, а размеры резки выходят за пределы допуска.
Вопрос: Можно ли разрезать титановую пластину кислородно-плазменным газом?
Плазменный газ,-обогащенный кислородом, вступает в реакцию с горячим титаном и оставляет твердую, хрупкую, загрязненную кромку, поэтому для плазменной резки предпочтительнее использовать аргон или смесь аргона-водорода, а поверхность,-свободную от кислорода, необходимо восстановить путем травления перед сваркой.
Вопрос: Зачем резать маленькие кусочки раньше, чем большие?
Небольшие детали, выпущенные первыми, не могут деформировать жесткие секции, которые все еще поддерживают пластину, а оставшаяся большая заготовка остается плоской и устойчивой, что сохраняет прямой пропил и уменьшает необходимость доработки.
Вопрос: Какое расстояние следует использовать?
Расстояние сопла должно соответствовать данным производителя фрезы для толщины и используемого газа. Как правило, горелка должна находиться достаточно близко, чтобы сохранять энергию резки пластины, но и достаточно далеко, чтобы избежать столкновений и повреждений от брызг.
Вопрос: Как удалить термический оттенок с обрезанной кромки?
Травление в контролируемом азотно--фтористоводородном растворе с последующим полным промыванием удаляет оттенок и слой,-обогащенный кислородом. Альтернативой для не-некритических кромок является легкое механическое шлифование.
Вопрос: Что вызывает трещины на кромке среза?
Чрезмерное тепловложение, загрязненная или-накрученная поверхность, резка с неправильным зазором лезвия. Содержите материал в чистоте, контролируйте подвод тепла и проверяйте критические кромки после резки.
