Titánový drôt má dobré vlastnosti nízkej hustoty, vysokej špecifickej pevnosti, silnej odolnosti proti korózii a vynikajúcich komplexných mechanických vlastností. Je široko používaný v oblasti chemickej prevencie korózie, presných zariadení, zdravotníckych zariadení a leteckých podporných služieb. Kvalita výrobkov z titánového drôtu je mimoriadne citlivá na čistotu surovín, teplotu spracovania za tepla, kontrolu deformácie a postupy tepelného spracovania. Celkový reťazec výrobného procesu je dlhý a požiadavky na presnosť procesu sú vysoké. Stabilita parametrov v každom procese priamo určuje jednotnosť štruktúry, kvalitu povrchu a konečný výkon titánového drôtu. Aké sú kľúčové body celého procesu prípravy od tavenia suroviny až po skladovanie produktov, aby sa vyrobil vysoko presný titánový drôt?
Pri výrobe titánových drôtov sa ako základná surovina používa kvalitný hubovitý titán. Prvým procesom je tavenie ingotov vo vákuovej samospotrebiteľskej oblúkovej peci. Kvôli extrémne vysokej reaktivite titánovej kvapaliny pri vysokých teplotách ľahko adsorbuje plynné nečistoty, ako je kyslík, dusík a vodík, čo vedie k zníženiu plasticity a zvýšenej krehkosti materiálu. Preto musí celý proces tavenia udržiavať vysoko vákuovo uzavreté prostredie bez znečistenia plynom.
Po dokončení procesu tavenia sa získa hustý titánový ingot. Povrch ingotu je potrebné prebrúsiť a skontrolovať na chyby bez poškodenia. Všetky vnútorné a povrchové chyby, ako sú praskliny, póry, pórovitosť a inklúzie, musia byť dôkladne skontrolované a odstránené, aby sa zaistilo, že matrica ingotu je jednotná a čistá a položí sa kvalifikovaný základ sochoru pre následné kovanie, valcovanie a ťahanie.
Kvalifikované titánové ingoty sú presne zahriate a potom vstupujú do procesu kovania. Veľkou plastickou deformáciou pri kovaní dochádza k efektívnemu rozdrveniu hrubých zŕn v odliatom stave, odstráneniu nehomogenít odliatku a uzavretiu menších defektov pórovitosti. Tým sa dosiahne zjemnenie a homogenizácia mikroštruktúry materiálu, čím sa výrazne zvýši celková plasticita a spracovateľská stabilita predvalku.
Kované predvalky sú rovnomerne podrobené povrchovému odlupovaniu, brúseniu a tvarovej korekcii, aby sa odstránila oxidová vrstva a povrchové defekty, čím sa zaistia jednotné rozmery a hladké povrchy predvalkov a zabráni sa koncentrácii napätia a problémom s odlupovaním povrchu pri následnom spracovaní.
Po povrchovej úprave vstupuje predvalok do procesu valcovania za tepla. Vďaka viacnásobným prechodom postupného redukčného valcovania sa veľkosť prierezu tyče neustále zmenšuje. Regulácia teplotného rozsahu počas fázy valcovania za tepla je obzvlášť dôležitá. Nadmerná teplota môže viesť k vzniku hrubých zŕn a nadmernej oxidácii na povrchu; príliš nízka teplota zvýši odolnosť proti deformácii a môže viesť k praskaniu, rozmerovým odchýlkam a iným problémom s kvalitou.
Po dokončení valcovania za tepla sa na povrchu predvalku vytvorí hustá vrstva oxidu. Povrchovú oxidovú vrstvu, špinu a nečistoty je potrebné dôkladne odstrániť profesionálnym kyslým umývaním. Po premytí kyselinou sa vykoná ošetrenie vákuovým žíhaním, aby sa účinne uvoľnilo zvyškové napätie zo spracovania generované počas valcovania za tepla, obnovila sa plasticita a húževnatosť materiálu, eliminovali sa vytvrdzovanie a zabezpečili sa dobré podmienky tvarovania pre následný proces ťahania za studena.
Ťahanie za studena je základným procesom jemného tvarovania a dimenzovania titánových drôtov. Titánové materiály podliehajú rýchlemu mechanickému vytvrdzovaniu a výraznému zníženiu plasticity počas spracovania za studena, čo z neho robí najnáročnejší krok pri výrobe titánového drôtu.
Počas výrobného procesu musí byť povrch predvalku rovnomerne potiahnutý špeciálnou mazacou vrstvou, ktorá výrazne znižuje trenie medzi formou a predvalkom a minimalizuje opotrebovanie formy a povrchové škrabance na drôte. Proces využíva princíp malej deformácie, viacnásobných priechodov a postupného znižovania priemeru, prísne kontroluje veľkosť deformácie v každom priechode a odstraňuje chyby, ako je zlomenie drôtu a praskanie spôsobené rýchlou deformáciou a koncentráciou napätia.
Súčasne, aby sa kontinuálne zmierňovalo pracovné kalenie, musí sa po každom niekoľkých ťahoch vykonať vákuové žíhanie, čím sa rýchlo obnoví plasticita materiálu, zabezpečí sa stabilita kontinuálneho spracovania a kým sa nedosiahne cieľová špecifikácia priemeru drôtu.
Potom, čo je titánový drôt dokončený meraním pevnej dĺžky a navíjaním vlasca, prechádza ďalším jemným kyslým umývaním a leštením, aby sa úplne odstránili zvyškové olejové škvrny a stopy oxidov na povrchu, čím sa zabezpečí, že povrchová úprava hotových výrobkov spĺňa štandardné požiadavky.
Následne sa vykonáva komplexná kontrola hotových výrobkov, vrátane vizuálnej kontroly vzhľadu, merania rozmerovej presnosti, skúšok mechanického výkonu a nedeštruktívneho skúšania. Overuje sa viacero indikátorov, aby sa komplexne potvrdila rozmerová konzistencia, kvalita povrchu, pevnosť a plasticita a stav vnútornej štruktúry titánového drôtu. Iba ak sú všetky indikátory kvalifikované, môžu byť produkty zabalené, zapečatené a uskladnené v sklade.
Na výrobu vysoko presných titánových drôtov je potrebný systematický procesný systém s pokročilým čistiacim tavením, optimalizovaným spracovaním štruktúry, presným tvarovaním za studena, gradientovým tepelným spracovaním a úplnou kontrolou kvality procesu. Je potrebné prísne kontrolovať vákuové prostredie, teplotu spracovania, množstvo deformácie, režim žíhania a stav povrchu a vyhnúť sa bežným defektom, ako je praskanie, kalenie, oxidácia a inklúzie, aby sa stabilne vyrábali vysokokvalitné výrobky z titánového drôtu s jednotnou štruktúrou, konzistentným výkonom a vysokou presnosťou.