שיטת יישור זחילת ואקום לחומרי טיטניום

שיטת יישור זחילת הוואקום לחומרי טיטניום היא טכנולוגיה שנועדה לתת מענה לנושאים של קפיצה גבוהה וחוזק גבוה של טיטניום וסגסוגות טיטניום בטמפרטורת החדר, מה שמקשה על עמידה בדרישות היישור הקונבנציונלי. תלוי בצורת חומרי טיטניום (כגוןצלחות, צינורותוכו'), תהליכי היישור הספציפיים משתנים.

 

 

 

שיטה זו היא שיטת יישור סופי בשימוש נפוץ עבור צלחות על ידי ארגונים כגון בואינג. הליבה שלו היא להפעיל לחץ באמצעות הפרש לחץ ואקום, להשיג יישור זחילה בשילוב עם טמפרטורה גבוהה, וחישול מלא כדי להקל על הלחץ בו זמנית. השלבים הספציפיים הם כדלקמן:

 

• הכנת טעינת תנור: הנח את צלחת הטיטניום המיועדת ליישור על משטח קרמי עם שטוחות גבוהה במיוחד בתוך תנור יישור זחילה בוואקום. כסה את החלק העליון של הצלחת בחומרי בידוד תרמי אבקתיים כגון ורמיקוליט, ועטוף ואטום את השכבה החיצונית ביותר עם סרט פלסטי עמיד לטמפרטורה- גבוהה כדי ליצור חלל סגור עצמאי יחסית, אשר לא רק מבטיח את אפקט הבידוד התרמי אלא גם מניח את הבסיס להפעלת לחץ לאחר מכן באמצעות הפרש לחצים.

 

• פינוי ואקום ועליית טמפרטורה: פנה את התנור באמצעות יחידת ואקום כגון משאבת ואקום במחזור מים-, בדרך כלל שולטת בדרגת הוואקום בטווח של 3325 - 7980Pa; במקביל, התחל לחמם גופי חימום כגון-אלקטרודות מקוררות במים כדי להעלות את הטמפרטורה. אמצו שיטת חימום איטית כדי למנוע מתח חדש בצלחת הנגרם מעליית טמפרטורה פתאומית.

 

• זחילת טמפרטורה קבועה: העלה את הטמפרטורה לטווח טמפרטורת החישול של חומרי טיטניום, בערך 580 - 650 מעלות, ושמור על הטמפרטורה הקבועה למשך 5 - 8 שעות. במצב זה, עוצמת הזחילה של חומר הטיטניום פוחתת, והלחץ האטמוספרי החיצוני פועל באופן אחיד על הצלחת דרך סרט הפלסטיק, וגורם לחלקים הכפופים לעבור עיוות זחילה בפעולה משולבת של לחץ וטמפרטורה גבוהה, המתאימים בהדרגה לצורה השטוחה של הפלטפורמה הקרמית. בינתיים, המתח והלחצים השיוריים הפנימיים והחיצוניים שנוצרו במהלך תהליך הייצור בוטלו גם הם בהדרגה.

 

• קירור והסרת תנור: לאחר השלמת שלב הטמפרטורה הקבועה, קררו את התנור באמצעות מכשירים כגון צינורות מקוררים באוויר- המחוברים לצינור הוואקום. תהליך הקירור כולו יכול לקחת 20 - 30 שעות. כאשר הטמפרטורה יורדת לכ-80 מעלות, ניתן להסיר את הצלחת מהכבשן. לצלחת המוגמרת יש שטוחות גבוהה וכמעט ללא קפיצה חזרה.

 

,

מקור תמונה: NIPPON STEEL TECHNICAL REPORT NO. 62 יולי 1994

 

 

עבור צינורות סגסוגת טיטניום חוזק-גבוה עם חוזק תפוקה גדול מ-700MPa או שווה ל-700MPa, או שווה ל-קוטר ולא-שווה-קוטר של סגסוגת טיטניום דק-דפנות עם יחס עובי- בקוטר גדול, שלא ניתן לעבד באמצעות מכונת יישור אנכי מאומץ תנור עם משקל עצמי- ומתח נגדי. השלבים הם כדלקמן:

 

• טיפול מקדים בצנרת: לצינורות דקים-דפנות עם קוטר-יחס עובי גדול, הכנס צינור פלדה שווה באורך- בתוך הצינור כדי למנוע מהצינור להפוך אליפטי במהלך היישור; לאחר מכן קדחו חורים בקצה העליון והתחתון של הצינור, והכנסו מוטות פלדה בהתאמה. מוט הפלדה העליון משמש להנפה, ומוט הפלדה התחתון משמש לתליית משקולות.

 

• תצורת הנפה ומשקל נגד: הרם את הקצה העליון של הצינור בכבשן טיפול בחום הוואקום האנכי דרך מוט הפלדה ותלו משקולות במוט הפלדה התחתון. מרכז הכובד של המשקולות חייב להיות בקנה אחד עם ציר הצינור. יש לחשב במדויק את מסת המשקולות, שאמורה לעמוד בטווח של "חוזק התפוקה של הצינור בטמפרטורת הטיפול בחום × 10⁻⁴ × צלב-שטח החתך של הצינור - מסת הצינור" עד "3 × חוזק התפוקה של הצינור בטמפרטורת הטיפול בחום × 10⁻⁴} מסת הצינור של - מסת הצינור של - הצינור צינור", כדי למנוע יישור לא יעיל עקב משקל לא מספיק או התארכות הצינור עקב משקל יתר.

 

• פינוי ואקום וטיפול בחום: ראשית, פנה את התנור לדרגת ואקום של פחות מ-1×10⁻²Pa, ולאחר מכן הפעל את מכשיר החימום כדי להעלות את הטמפרטורה ל-500 - 600 מעלות, ושמור על הטמפרטורה למשך 5 - 8 שעות. תחת פעולת כוח המשיכה שלו והמתח של המשקולות, הצינור עובר עיוות זחילה לאורך הכיוון הצירי, ומתקן בהדרגה את החלקים הכפופים.

 

• השלמת קירור: לאחר הטיפול בחום, מלאו את התנור בארגון לקירור מהיר. כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת ל-100 מעלות, ניתן להסיר את הצינור מהכבשן. ישרות הצינור שטופל בשיטה זו יכולה להיות פחות או שווה ל-1 מ"מ/מ', מה שיכול לעמוד בדרישות של יישומים דיוק- גבוה.

 

הפניות:

[1] Mitsuo lshi, Yasutaka Ando, ​​Isao Nagai, 《דוח טכני של NIPPON STEEL מס'. 62 יולי 1994 אֶקְסְפּרֶסNIPPON STEEL,1994,UDC621:46-47 https://www.nipponsteel.com/en/tech/report/nsc/pdf/6208.pdf