Deformazione per piegatura: un processo comune che combina plasticità ed elasticità. La formatura per piegatura è una tecnologia di lavorazione che combina deformazione plastica ed elastica ed è uno dei metodi di formatura più comuni nella produzione di apparecchiature in titanio. Durante la deformazione a flessione, il ritorno elastico è un fattore cruciale da considerare.
L'angolo di piegatura dei materiali in titanio può in genere essere maggiore di 90 gradi, ma è necessario rispettare un raggio di piegatura minimo per garantire la qualità della piegatura. Per tubi in titanio con diametro inferiore a 50 mm è possibile utilizzare la piegatura a freddo. La piegatura a freddo è relativamente semplice, ma successivamente si consiglia una ricottura di distensione-. Questo perché lo stress residuo si genera all'interno del tubo di titanio durante la piegatura a freddo e, se non eliminato in tempo, può influire sulle prestazioni e sulla durata del tubo di titanio. La piegatura a caldo dei tubi in titanio si divide in piegatura a trazione e piegatura a spinta a seconda delle condizioni di sollecitazione. Durante la piegatura a caldo, la temperatura di riscaldamento è generalmente controllata tra 177 e 350 gradi (le leghe di titanio possono essere riscaldate fino a 427 gradi). All'interno di questo intervallo di temperature, il limite di snervamento dei materiali in titanio diminuisce del 25%-50%, mentre la plasticità migliora, l'angolo di ritorno elastico è molto piccolo e anche l'inquinamento da gas è inferiore. Queste caratteristiche consentono un migliore controllo della precisione di piegatura durante la piegatura a caldo, soddisfacendo i requisiti della produzione di apparecchiature in titanio.
Formatura per stampaggio: diversi metodi per affrontare le caratteristiche uniche del titanio Lo stampaggio di piastre e leghe di titanio è relativamente difficile, poiché i loro raggi di piegatura sono maggiori di quelli dell'acciaio comunemente utilizzato e dei metalli non-ferrosi. Per ottenere un'efficace formatura per stampaggio di piastre e leghe di titanio, utilizziamo vari metodi, tra cui principalmente la formatura a freddo, la formatura a caldo e la pre-formatura seguita dalla raddrizzatura a caldo. La formatura a freddo viene utilizzata principalmente per pezzi con pareti sottili, piccola deformazione, ampi raggi di curvatura e bassi requisiti di precisione dimensionale. Quando la deformazione durante la formatura a freddo è significativa, è possibile utilizzare una combinazione di stampaggio a freddo e ricottura inter-processo. Dopo lo stampaggio a freddo, è necessaria la ricottura finale per eliminare le tensioni residue e garantire la stabilità del pezzo. Per piastre e leghe di titanio con forme complesse e grande deformazione, lo stampaggio a caldo è una scelta più adatta. Lo stampaggio a caldo può essere suddiviso in formatura a-temperatura più bassa e formatura a-temperatura più alta a seconda della temperatura di riscaldamento. La formazione a temperature-inferiori prevede il riscaldamento a 200-350 gradi, dove la deformazione può raggiungere il 40%. La formatura a temperatura più elevata prevede il riscaldamento a 600-800 gradi, adatto per formare piastre più spesse, deformazione maggiore e pezzi finiti più grandi. Esistono tre metodi di riscaldamento principali per la termoformatura: riscaldamento dello stampo, riscaldamento del pezzo grezzo e riscaldamento simultaneo sia dello stampo che del pezzo grezzo. Dopo la termoformatura, i pezzi in titanio richiedono trattamenti superficiali come sabbiatura e decapaggio per rimuovere incrostazioni di ossido e strati contaminanti, migliorando la qualità della superficie. La raddrizzatura a caldo dopo la preformatura prevede innanzitutto la creazione di una preforma utilizzando lo stampaggio convenzionale, quindi il riscaldamento e la raddrizzatura su una macchina utensile o un dispositivo specializzato. Questo metodo elimina efficacemente lo stress residuo e il ritorno elastico, garantendo che il pezzo raggiunga la forma e le dimensioni richieste, migliorandone così la precisione e la qualità.
Formatura in lastra: combinando i vantaggi di più processi, la formatura in lastra integra le caratteristiche di forgiatura, estrusione, allungamento, piegatura, laminazione ad anello e laminazione incrociata. Questo processo presenta molti vantaggi. Innanzitutto, presenta buone condizioni di deformazione, consentendo il controllo del processo di deformazione del materiale su un ampio intervallo. In secondo luogo, presenta un elevato utilizzo dei materiali, consentendo di risparmiare il 20%-50% di materiale e di ridurre efficacemente i costi di produzione. Inoltre, i prodotti finiti presentano un'elevata finitura superficiale e piccole differenze dimensionali, soddisfacendo i requisiti di produzione delle apparecchiature in titanio ad alta precisione. Queste caratteristiche del processo di tornitura in lastra hanno portato alla sua ampia applicazione nella produzione di apparecchiature in titanio.
Giunto di dilatazione: il collegamento del tubo in titanio-alla-piastra in titanio è un metodo di connessione meccanica che si basa sulla deformazione del tubo e della piastra tubiera per ottenere tenuta e fissaggio. È anche un processo importante nella produzione di scambiatori di calore a fascio tubiero-e-. Quando si collegano tubi in titanio a piastre tubiere in titanio, il grado di espansione (tasso di espansione del diametro interno) dovrebbe idealmente essere compreso tra 1% e 6%. Se il grado di espansione viene espresso come tasso di assottigliamento della parete del tubo, può raggiungere il 5%. I metodi dei giunti di dilatazione sono principalmente suddivisi in tre tipi: giunto di dilatazione meccanico, giunto di dilatazione flessibile e giunto di dilatazione esplosivo. I giunti di dilatazione meccanici sono semplici da utilizzare e ampiamente utilizzati; i giunti di dilatazione flessibili possono adattarsi meglio alla deformazione di tubi e piastre tubiere, migliorando la qualità della connessione; I giunti di dilatazione esplosivi utilizzano l'energia generata da un'esplosione per realizzare giunti di dilatazione e presentano vantaggi come alta efficienza e connessione forte, ma hanno requisiti operativi più elevati.
I processi di piegatura, stampaggio, filatura ed espansione nella produzione di apparecchiature in titanio hanno ciascuno le proprie caratteristiche e il proprio ambito di applicazione. Nella produzione effettiva, è necessario selezionare e combinare razionalmente questi processi di lavorazione in base ai requisiti specifici delle apparecchiature in titanio, alle proprietà del materiale in titanio e alle condizioni di produzione per garantire la qualità e le prestazioni delle apparecchiature in titanio e promuovere il continuo sviluppo dell'industria manifatturiera delle apparecchiature in titanio.