Krok 1: Získajte RachMaterials
Ak chcete vyrobiť polotovar z titánovej rúry, prvým krokom je mať kvalifikované suroviny. Titán v zemskej kôre existuje hlavne vo forme oxidu titaničitého v mineráloch, ako je rutil a ilmenit. Sériou zložitých chemických reakcií, najmä úpravou rudy chlórom a uhlíkom a následnou reakciou s kovovým horčíkom, sa nakoniec získa porézny a voľný čistý titán ako špongia, ktorý sa nazýva „hubový titán“. Jeho názov je veľmi popisný, pretože jeho vzhľad a štruktúra sú skutočne ako šedá kovová špongia. To je základom pre všetky následné spracovanie a jeho čistota priamo určuje kvalitu konečného polotovaru rúry. Po získaní titánovej huby ju pracovníci rozdrvia na malé kúsky určitej špecifikácie, aby sa pripravili na ďalší krok tavenia.
Krok 2: Tavenie&CastingIndo ingotov
Voľný titán z huby nemožno priamo spracovať na rúrky. Musí sa roztaviť do jedného hustého kovového ingotu. Vďaka extrémnej reaktivite titánu pri vysokých teplotách prudko reaguje s kyslíkom, dusíkom a inými plynmi vo vzduchu. Proces tavenia sa preto musí vykonávať vo vákuu alebo pod ochranou inertných plynov. Najbežnejšie používanou priemyselnou metódou je „vakuové spotrebné tavenie oblúkom“. Jednoducho povedané, titánová huba a potrebné legujúce prvky (ako hliník a vanád, používané na výrobu bežne používanej titánovej zliatiny TC4) sú zalisované do elektród. Vo veľkom, vákuovom, vodou-chladenom medenom tégliku fungujú elektródy ako „sviečky“, ktoré vytvárajú vysokoteplotné oblúky samo-elektrizáciou, aby sa roztavili. Roztavený titán sa potom pustí do téglika nižšie, aby sa ochladil a stuhol, čím sa vytvorí prvý titánový ingot. Na zabezpečenie jednotného zloženia a splnenie štandardov čistoty sa tento proces zvyčajne opakuje dvakrát až trikrát. Finálny získaný titánový ingot valcového alebo štvorcového tvaru je "základným materiálom" na výrobu rúrových predvalkov.
Krok 3: Kovanie& Piercing
S pevným titánovým ingotom v ruke je ďalším krokom jeho premena na polotovar dutej rúrky. Titánový ingot má po roztavení veľké zrná a nerovnomernú vnútornú štruktúru. Najprv ho treba sfalšovať. Ingot sa zahreje na vhodnú teplotu (zvyčajne medzi 800 a 1000 stupňami) a potom sa opakovane rozbíja a vyťahuje pomocou desať{5}}tisíc-tonového hydraulického lisu alebo kovacieho kladiva. Tento proces je ako miesenie cesta, ktoré dokáže rozložiť veľké zrná, zjemniť mikroštruktúru a zhutniť všetky možné vnútorné defekty, čím sa výrazne zvýšia mechanické vlastnosti titánového materiálu. Po kovaní sa získa menšia-veľká a hustejšia tyč. Potom prichádza zásadný krok - piercing. Najklasickejšou metódou je „cross rolling piercing“, kedy sa zahriata titánová tyč posiela medzi dva proti{13}}rotujúce valce. Stredové čiary valcov a tyče majú uhol. Pôsobením trenia sa tyč súčasne otáča a posúva a v strede je vystavená silnému šmykovému namáhaniu, čím je "nútená" nechať cez ňu preraziť otvor, čím sa vytvorí počiatočná dutá rúrka.
Krok 4: Presné valcovanie& Liečba
Hrubé rúrky získané piercingom sú stále dosť hrubé, s nerovnomernou hrúbkou steny a nepresnými rozmermi. Vyžaduje sa ďalšie spracovanie. To sa zvyčajne dosahuje procesom "valcovania rúrok", ako je použitie valcovacej stolice za studena. Počas tohto procesu sa hrubá trubica umiestni na tvrdý tŕň a prevlečie sa cez špeciálne tvarovaný valec s otvormi-. Ako sa valcovacia stolica pohybuje tam a späť, rúrka sa postupne valcuje, čím sa zmenšuje hrúbka steny, zmenšuje sa priemer a vyhladzuje sa povrch. Presnosť rozmerov sa výrazne zlepšila. Viacnásobným valcovaním za studena a prechodným tepelným spracovaním (známym ako „žíhanie“, ktorého cieľom je eliminovať kalenie a napätie spôsobené spracovaním a obnoviť plasticitu materiálu) sa nakoniec získa polotovar z titánovej rúry s presnými rozmermi a vynikajúcim výkonom. Nakoniec sa polotovar rúrky vyrovná, konce sa odrežú, povrch sa vyčistí (napríklad umytím kyselinou na odstránenie oxidových usadenín) a vykoná sa ne-deštruktívne testovanie, aby sa zabezpečilo, že neexistujú žiadne vnútorné alebo povrchové chyby. Týmto spôsobom sa vyrába kvalifikovaný polotovar titánovej rúry, ktorý sa používa na výrobu rôznych presných titánových rúr požadovaných v leteckom, chemickom, medicínskom a iných oblastiach.
