Napínání a vyrovnávání válců titanových tyčí a trubek: Průvodce procesem

Titanové tyče, tyče, dráty a trubky často vystupují z válcování, tažení nebo vytlačování se zvlněnými tvarovými vadami a zbytkovým zakřivením. Rovnání obnovuje přímost, takže následné obrábění, řezání a výstupní kontrola mohou spolehlivě probíhat. Používají se dva vzájemně se doplňující procesy: rovnání tahem (roztažením) a rovnání pomocí více válců, kterým u silně ohnutých kusů často předchází tlakové rovnání.

Rovnání tahem působí podélné napětí v tahunad mezí kluzumateriálu, čímž vzniká plastický nástavec, který koriguje tvarové vady. Mechanismus je přímočarý:

Po délce vlnité tyče některé zóny nesou zbytkové tahové napětí (krátké, "prodloužené" oblasti) a jiné nesou zbytkové tlakové napětí (dlouhé, "volné" oblasti).

Při superponování stejnoměrného tahového zatížení se skutečné deformační napětí sníží v tahových{0}}namáhaných oblastech (méně plastické prodloužení) a zvýší v tlakově-namáhaných oblastech (plastičtější prodloužení).

Výsledkem je, že každá část tyče obdrží přibližně stejné celkové prodloužení a zvlněný defekt je eliminován.

Prodloužení je normálně řízeno v malém rozsahu (typicky 0,5 %–3 %, v závislosti na slitině a průřezu), aby se zabránilo nadměrnému roztažení-. Vzhledem k tomu, že titan má nízký modul pružnosti a vysoké odpružení, je vyrovnávání napětím zvláště účinné pro dráty o malém průměru, tenké-trubky a tyče s jemným zvlněním.

U obrobků s velkým zakřivením se nejprve provede tlakové rovnání: obrobek se mezi podpěrami ohne v opačném směru, aby se po odpružení stal přibližně rovný. Rovnací tlak závisí na pevnosti slitiny a stupni ohybu - slitiny s vyšší-pevností a větší ohyby vyžadují větší tlak. Po tlakovém rovnání obvykle následuje válečkové rovnání pro upřesnění výsledku.

Výrobky s jednoduchými-průřezy se běžně rovnají na více-válcových strojích svíce než čtyři role (obvykle 5–29 rolí). Role opakovaně aplikují tříbodové ohýbání po celé délce, čímž se postupně zmenšují změny zbytkového zakřivení, dokud není výrobek rovný. Základní principy fungování:

Menší průměr válce a více válců poskytuje vyšší přesnost rovnání.Malá rozteč válců napomáhá vstupu obrobku do válců a stabilizuje proces.

Prvních několik válců hlavně snižuje rozdíl ve zbytkovém zakřivení podél délky; finální válce vyhlazují zakřivení směrem k jednotnosti.

Kvalita závisí hlavně na míře proti-ohýbání (overbend).Druhý a třetí válec jsou nastaveny s vysokou mírou-prohnutí; následující válce jsou nastaveny tak, že každý narovnává maximální zbytkové zakřivení zanechané předchozími válci.

Tvrdší materiály (vyšší deformační-koeficient zpevnění n) je obtížnější narovnata potřebujete vyšší míru-ohybu, více rolí a menší průměry rolí.

Vysoké odpružení:modul pružnosti titanu (asi 105–120 GPa) je zhruba poloviční než u oceli, takže zotavení pružnosti po ohybu je velké. Nastavení válců musí kompenzovat výrazně vyšší ohyb než ocel.

Povrchová ochrana:titanové povrchy se snadno poškrábou a poškrábou. Válce by měly být hladké, dobře namazané a stroj by měl být nastaven tak, aby se zabránilo vzniku skvrn na povrchu, které mohou způsobit únavové trhliny.

Účinky sekce a stupně:nastavení síly rovnání a válečku musí být upraveno podle pevnosti slitiny a průřezu-; Slitiny alfa-beta, jako je Ti-6Al-4V, vyžadují vyšší síly než komerčně čisté druhy.

Zbytkový stres:narovnání zavádí řízený vzor zbytkového napětí-. U kritických aplikací následujte rovnání pomocí-žíhání pro odlehčení pnutí, abyste během obrábění stabilizovali rozměry.

Vstupní kontrola: změřte přímost, oválnost a stav povrchu.

Tlakové rovnání pro velké-zakřivené kusy (v případě potřeby).

Vyrovnání napětím pro dráty, tenkostěnné-trubky a malé tyče; víceválcové rovnání tyčí a trubek s jednoduchými sekcemi.

Ověření přímosti vůči toleranci v příslušné normě (např. ASTM B348, B861, B338).

Volitelné žíhání-odlehčení pnutí pro rozměrově kritické produkty.