Biegeumformen: Ein gängiger Prozess, der Plastizität und Elastizität kombiniert. Biegeumformen ist eine Verarbeitungstechnologie, die plastische und elastische Verformung kombiniert und eine der gebräuchlichsten Umformmethoden bei der Herstellung von Titangeräten ist. Bei der Biegeverformung ist die Rückfederung ein entscheidender Faktor, der berücksichtigt werden muss.
Der Biegewinkel von Titanmaterialien kann typischerweise mehr als 90 Grad betragen, es muss jedoch ein Mindestbiegeradius eingehalten werden, um die Biegequalität sicherzustellen. Bei Titanrohren mit einem Durchmesser von weniger als 50 mm kann Kaltbiegen angewendet werden. Kaltbiegen ist relativ einfach, es wird jedoch ein anschließendes Spannungsarmglühen empfohlen. Dies liegt daran, dass beim Kaltbiegen im Inneren des Titanrohrs Eigenspannungen entstehen, die, wenn sie nicht rechtzeitig beseitigt werden, die Leistung und Lebensdauer des Titanrohrs beeinträchtigen können. Das Warmbiegen von Titanrohren wird je nach Beanspruchungsbedingungen in Zugbiegen und Stoßbiegen unterteilt. Beim Warmbiegen wird die Erwärmungstemperatur im Allgemeinen zwischen 177 und 350 Grad kontrolliert (Titanlegierungen können auf 427 Grad erhitzt werden). Innerhalb dieses Temperaturbereichs nimmt die Streckgrenze von Titanwerkstoffen um 25–50 % ab, während sich die Plastizität verbessert, der Rückfederungswinkel sehr klein ist und auch die Gasverschmutzung geringer ist. Diese Eigenschaften ermöglichen eine bessere Kontrolle der Biegepräzision beim Warmbiegen und erfüllen so die Anforderungen der Herstellung von Titangeräten.
Stanzformen: Verschiedene Methoden zur Berücksichtigung der einzigartigen Eigenschaften von Titan Das Stanzen von Titanplatten und -legierungen ist relativ schwierig, da ihre Biegeradien größer sind als die von üblicherweise verwendetem Stahl und Nichteisenmetallen. Um eine effektive Stanzumformung von Titanplatten und -legierungen zu erreichen, wenden wir verschiedene Methoden an, darunter vor allem Kaltumformung, Warmumformung und Vorformung mit anschließendem Warmrichten. Die Kaltumformung wird vor allem bei Werkstücken mit dünnen Wandstärken, geringer Verformung, großen Biegeradien und geringen Anforderungen an die Maßhaltigkeit eingesetzt. Wenn die Verformung während der Kaltumformung erheblich ist, kann eine Kombination aus Kaltprägen und prozessinternem Glühen verwendet werden. Nach dem Kaltprägen ist ein abschließendes Glühen erforderlich, um Restspannungen zu beseitigen und die Stabilität des Werkstücks sicherzustellen. Für Titanplatten und -legierungen mit komplexen Formen und großer Verformung ist das Heißprägen die geeignetere Wahl. Das Heißprägen kann abhängig von der Erwärmungstemperatur in Umformen bei niedriger{9}Temperatur und Umformen bei höherer{10}}Temperatur unterteilt werden. Die Umformung bei niedrigeren-Temperaturen erfordert eine Erwärmung auf 200-350 Grad, wobei die Verformung 40 % erreichen kann. Bei der Umformung bei höherer Temperatur wird auf 600–800 Grad erhitzt und eignet sich zum Formen dickerer Bleche, größerer Verformungen und größerer fertiger Werkstücke. Beim Thermoformen gibt es im Wesentlichen drei Heizmethoden: Erhitzen der Form, Erhitzen des Rohlings und gleichzeitiges Erhitzen von Form und Rohling. Nach dem Thermoformen erfordern Titanwerkstücke Oberflächenbehandlungen wie Sandstrahlen und Beizen, um Oxidschichten und Schmutzschichten zu entfernen und so die Oberflächenqualität zu verbessern. Beim Warmrichten nach dem Vorformen wird zunächst ein Vorformling durch herkömmliches Stanzen hergestellt und anschließend auf einer speziellen Werkzeugmaschine oder Vorrichtung erhitzt und gerichtet. Durch diese Methode werden Eigenspannungen und Rückfederungen effektiv beseitigt, wodurch sichergestellt wird, dass das Werkstück die erforderliche Form und Größe erreicht und so seine Präzision und Qualität verbessert wird.
Drückwalzen: Durch die Kombination der Vorteile mehrerer Prozesse integriert das Drückwalzen die Eigenschaften des Schmiedens, des Strangpressens, des Streckens, des Biegens, des Ringwalzens und des Querwalzens. Dieses Verfahren hat viele Vorteile. Erstens verfügt es über gute Verformungsbedingungen, die eine Kontrolle des Materialverformungsprozesses über einen weiten Bereich ermöglichen. Zweitens bietet es eine hohe Materialausnutzung, wodurch 20 % bis 50 % Material eingespart und die Produktionskosten effektiv gesenkt werden. Darüber hinaus weisen die fertigen Produkte eine hohe Oberflächengüte und geringe Maßunterschiede auf und erfüllen so die Fertigungsanforderungen hochpräziser Titangeräte. Diese Eigenschaften des Drückformverfahrens haben zu seiner breiten Anwendung bei der Herstellung von Titangeräten geführt.
Dehnungsfuge: Die Verbindung von Titanrohren-zu-Titanplatten ist eine mechanische Verbindungsmethode, die auf der Verformung des Rohrs und des Rohrbodens beruht, um eine Abdichtung und Befestigung zu erreichen. Es ist auch ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Rohrbündelwärmetauschern. Bei der Verbindung von Titanrohren mit Titanrohrböden sollte der Ausdehnungsgrad (Ausdehnungsrate des Innendurchmessers) idealerweise 1 % bis 6 % betragen. Wenn der Expansionsgrad als Rohrwandverdünnungsrate ausgedrückt wird, kann er 5 % erreichen. Dehnungsfugenmethoden werden hauptsächlich in drei Typen unterteilt: mechanische Dehnungsfuge, flexible Dehnungsfuge und explosive Dehnungsfuge. Mechanische Kompensatoren sind einfach zu bedienen und weit verbreitet; flexible Kompensatoren können sich besser an die Verformung von Rohren und Rohrböden anpassen und so die Verbindungsqualität verbessern; Explosionskompensatoren nutzen die durch eine Explosion erzeugte Energie, um Dehnungsfugen herzustellen. Sie bieten Vorteile wie einen hohen Wirkungsgrad und eine starke Verbindung, stellen jedoch höhere Betriebsanforderungen.
Die Biege-, Stanz-, Spinn- und Expansionsprozesse bei der Herstellung von Titangeräten haben jeweils ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungsbereiche. In der tatsächlichen Produktion ist es notwendig, diese Verarbeitungsprozesse auf der Grundlage der spezifischen Anforderungen der Titanausrüstung, der Eigenschaften des Titanmaterials und der Produktionsbedingungen rational auszuwählen und zu kombinieren, um die Qualität und Leistung der Titanausrüstung sicherzustellen und die kontinuierliche Entwicklung der Titanausrüstungsherstellungsindustrie zu fördern.