ステップ 1: R を取得するああM材質
チタンチューブブランクを製造するには、最初のステップは適格な原材料を用意することです。地殻中のチタンは主にルチルやイルメナイトなどの鉱物中に二酸化チタンの形で存在します。主に鉱石を塩素と炭素で処理し、次に金属マグネシウムと反応させる一連の複雑な化学反応を経て、最終的にスポンジのように多孔質で緩い純チタンが得られ、これを「スポンジチタン」と呼びます。その外観と質感がまさに灰色の金属スポンジに似ているため、その名前は非常に説明的です。これは後続のすべての処理の基礎となり、その純度が最終的なチューブブランクの品質を直接決定します。スポンジチタンを入手したら、作業者はそれを一定の規格に合わせて細かく砕き、次の精錬ステップに備えます。
ステップ 2: 溶かす&鋳造Iインゴットへ
ルース状のスポンジチタンをそのままチューブに加工することはできません。それは単一の緻密な金属インゴットに溶解されなければなりません。チタンは高温での極めて高い反応性により、空気中の酸素、窒素、その他のガスと激しく反応します。したがって、溶解プロセスは真空中または不活性ガスの保護下で実行する必要があります。最も一般的に使用されている工業的方法は「真空消耗アーク溶解」です。簡単に言うと、スポンジチタンと必要な合金元素(一般的に使用されるTC4チタン合金の製造に使用されるアルミニウムやバナジウムなど)を電極に圧入します。大きな真空の水冷銅るつぼの中で、電極は「キャンドル」として機能し、自己帯電によって高温アークを生成し、-それ自体を溶かします。次に、溶融したチタンを下のるつぼに落として冷却し、固化し、最初のチタンインゴットを形成します。均一な組成を確保し、純度基準を満たすために、このプロセスは通常 2 ~ 3 回繰り返されます。最終的に得られる円筒形または角形のチタンインゴットは、チューブビレットを製造するための「母材」となります。
ステップ3:鍛造& ピアス
固体のチタンインゴットを手に入れたら、次のステップはそれを中空チューブブランクに加工することです。溶解後のチタンインゴットは粒子が大きく、内部構造が不均一になります。まず鍛造する必要があります。インゴットは適切な温度(通常は 800 ~ 1000 度)に加熱され、1 万トンの油圧プレスや鍛造ハンマーを使用して据え込みと引き抜きを繰り返します。{6}このプロセスは生地をこねるようなもので、大きな粒子を分解し、微細構造を微細化し、考えられる内部欠陥を圧縮して、チタン材料の機械的特性を大幅に向上させることができます。鍛造後は、より小さく、より密度の高いバーが得られます。-次に、重要なステップ - のピアスが始まります。最も古典的な方法は「クロスローリングピアシング」で、加熱されたチタンバーが2つの二重反転ロールの間に送られます。-ロールとバーの中心線には角度があります。摩擦の作用下で、バーは回転と前進を同時に行い、中心で強いせん断応力を受けて「強制」されてバーに穴が開けられ、最初の中空管が形成されます。
ステップ 4: 精密圧延& 処理
穿孔から得られた粗いチューブはまだ非常に粗く、壁の厚さが不均一で、寸法が不正確です。さらに処理が必要です。これは通常、冷間圧延機を使用するなどの「チューブ圧延」プロセスを通じて行われます。このプロセスでは、粗いチューブを硬いマンドレルの上に置き、特別な形状の穴-タイプのローラーを通過させます。圧延機が前後に動くにつれて、管は徐々に圧延され、肉厚が減少し、直径が減少し、表面が滑らかになります。寸法精度が大幅に向上します。冷間圧延と中間熱処理(「アニーリング」と呼ばれる、加工によって生じる硬化や応力を取り除き、材料の可塑性を回復することを目的とする)を複数回行うことにより、最終的に正確な寸法と優れた性能を備えたチタンチューブブランクが得られます。最後に、チューブのブランクを真っ直ぐにし、端を切り落とし、表面を洗浄し(酸化スケールを除去するための酸洗浄など)、内部または表面に欠陥がないことを確認するために非破壊検査が実施されます。-このようにして、航空宇宙、化学、医療などの分野で必要とされるさまざまな精密チタンチューブの製造に使用される、認定されたチタンチューブブランクが製造されます。
