As ligas de titânio possuem vantagens notáveis, como peso leve, alta resistência, resistência a altas e baixas temperaturas e resistência à corrosão. Oflanges de titâniofabricados a partir dessas ligas são componentes básicos essenciais para conectar e vedar tubos de equipamentos de titânio e são amplamente utilizados em vários campos, incluindo prevenção de corrosão química, aeroespacial, energia nuclear e fabricação de equipamentos de última geração. A qualidade, a precisão dimensional e a estabilidade estrutural dos flanges de titânio acabados dependem em grande parte do plano do processo de fabricação e do controle da precisão do processamento. Considerando a complexidade da estrutura do produto, as condições operacionais reais e os indicadores de desempenho, os principais processos de conformação na indústria são divididos em três categorias: fundição de precisão, forjamento e soldagem de conformação. Combinado com processos subsequentes, como processamento de precisão mecânica e tratamento de modificação de superfície, é formado um processo de produção padronizado completo para flanges de titânio. Este artigo analisa as características técnicas e cenários aplicáveis de vários processos principais.
Processo de fundição de precisão
A fundição de precisão é utilizada principalmente para a produção de flanges de titânio com formatos complexos e alta complexidade. É adequado para peças com estruturas internas especiais e muitas superfícies curvas irregulares que são difíceis de serem formadas através do forjamento convencional. Este processo é baseado no princípio da fundição por cera perdida. Primeiro, são feitos moldes de alta precisão e moldes de cera e, em seguida, os seguintes processos, como formação de árvore de grupo, fabricação de cascas, remoção de cera, queima, fusão e vazamento a vácuo, resfriamento e remoção de cascas, são concluídos sucessivamente. Uma peça bruta de flange de titânio com estrutura complexa pode ser obtida de uma só vez.
A maior vantagem da fundição de precisão é o seu alto grau de liberdade na modelagem. Ele pode formar diâmetros de furos especiais, faces finais irregulares e estruturas de cavidades complexas de uma só vez, reduzindo o processamento de modelagem secundária. O ambiente de vazamento a vácuo pode isolar o ar, reduzindo o risco de oxidação e absorção de gás do fundido da liga de titânio, e a estrutura interna da peça fundida é relativamente uniforme, com menos furos de gás e defeitos de escória. Este processo é adequado para flanges de titânio não padronizados de formato especial e pequenos lotes, atendendo aos requisitos de condições especiais de trabalho para montagem irregular e é um importante método de produção para flanges de titânio personalizados. No entanto, os grãos da peça fundida são relativamente grossos e suas propriedades mecânicas são mais fracas do que as das peças forjadas. É usado principalmente em ambientes de trabalho sem alta pressão e sem alta carga.
Processo de forjamento
O forjamento é o método de produção principal para flanges de titânio de padrão industrial e também é o processo preferido para flanges de titânio de alta carga e alto desempenho. Sob a ação de forças externas, o tarugo de titânio sofre extrusão e forjamento para atingir a deformação plástica, quebrando os grãos grossos no estado fundido, refinando a estrutura metalográfica, eliminando porosidade interna e defeitos vazios no tarugo e aumentando a densidade, resistência, tenacidade e resistência à fadiga do flange. O forjamento de flange de titânio inclui principalmente forjamento aberto, forjamento fechado e forjamento isotérmico.
O forjamento aberto é o forjamento livre tradicional, que depende do repetido forjamento e laminação do tarugo por bigornas planas superiores e inferiores, sem moldes de formação fechados, e conta com equipamentos e controle manual das dimensões da forma. Este processo é flexível na operação, tem baixos custos de investimento em moldes e é adequado para a produção em lote de flanges de titânio comuns de estrutura simples e tamanho universal. No entanto, sua precisão de conformação é limitada, a tolerância de tamanho é grande, a face final, a circularidade e a planicidade do diâmetro do furo apresentam desvios e o tarugo precisa reservar uma grande margem de usinagem. O produto possui propriedades mecânicas estáveis, desempenho de alto custo e é usado principalmente em tubulações químicas comuns, engenharia civil e outras condições gerais de trabalho.
O forjamento fechado pertence ao forjamento em matriz de precisão, onde o tarugo é colocado na cavidade fechada do molde e o material é prensado sob alta pressão para completar a conformação. Comparado com o forjamento aberto, o forjamento fechado tem uma taxa de utilização de material mais alta, menos desperdício de flash e economiza matérias-primas caras de liga de titânio. A configuração do molde torna o formato do produto regular, a precisão do tamanho é alta, o nivelamento da face final, a consistência da verticalidade são boas e a margem de usinagem subsequente é efetivamente reduzida. No entanto, este processo tem requisitos rigorosos para pressão do equipamento, precisão do molde e taxa de deformação, e é usado principalmente para produção em larga escala de flanges de titânio padronizados de médio e alto padrão, adequados para cenários industriais de média e alta pressão e carga média.
Éoo forjamento térmico é uma tecnologia de conformação de precisão de ponta para ligas de titânio, adaptada para flanges em campos de alta precisão e alta tecnologia, como aeroespacial, energia nuclear e militar. Durante o processamento, o tarugo e o molde mantêm as mesmas condições de temperatura constante e a deformação plástica é concluída em alta temperatura. A condição de temperatura constante elimina o estresse interno causado pela diferença de temperatura de forjamento, evita problemas de trincas, rebote e deformação da peça, e o produto acabado possui excelente precisão de tamanho. Ao mesmo tempo, a deformação lenta e lenta em temperatura constante refina ainda mais a estrutura metalográfica, permitindo que a peça tenha alta resistência, tenacidade, resistência a altas temperaturas e resistência à fadiga. Porém, o custo de produção é alto e o ciclo é longo, sendo utilizado apenas para produtos com condições de trabalho extremamente rigorosas e requisitos de alto desempenho.
Processo de formação de soldagem
Para flanges de titânio de diâmetro ultragrande e tipo dividido, o processo de formação por soldagem é comumente adotado. A fundição e forjamento geral de flanges de grande porte é difícil e dispendiosa. A soldagem permite o processamento separado e depois a remontagem para formar o formato, o que leva em consideração tanto a viabilidade quanto a resistência estrutural. Eles são usados principalmente em grandes vasos de pressão e equipamentos de reação química como flanges correspondentes. A produção utiliza principalmente soldagem com gás inerte de tungstênio e soldagem a arco fluxado, com todo o processo protegido por gás inerte para evitar que a liga de titânio oxide e nitrete em altas temperaturas, reduzindo a porosidade da solda e defeitos de trinca, e garantindo que a resistência da solda e a resistência à corrosão sejam próximas às do material de base. Os flanges soldados que passaram nos testes de detecção de falhas têm excelente integridade e desempenho de vedação e podem atender às condições especiais de alta pressão e forte corrosão.
Técnicas complementares de processamento de precisão e tratamento de superfície
Após a conclusão da fundição bruta, são necessários mais usinagem e tratamento de superfície para garantir a qualidade do produto final. A usinagem mecânica de precisão é realizada usando tornos CNC, fresadoras e equipamentos de perfuração, incluindo torneamento de face final, torneamento fino de diâmetro interno e externo, fresamento de superfície de vedação e perfuração e rosqueamento. A planicidade, a tolerância do diâmetro do furo e a rugosidade da superfície de vedação são estritamente controladas para garantir a precisão da montagem e o desempenho da vedação da tubulação. A modificação da superfície inclui métodos como jato de areia, polimento e anodização: o jato de areia remove películas de óxido e rebarbas; o polimento otimiza a superfície de vedação para evitar vazamentos; a anodização forma uma película densa de óxido, aumentando a resistência à corrosão em ambientes com ácidos fortes e água do mar e prolongando a vida útil do flange.
A fabricação de flanges de titânio deve adotar o processo adequado de acordo com a aplicação específica: o forjamento aberto é utilizado para condições normais; o forjamento fechado é adotado para produtos padronizados de médio e alto padrão; fundição de precisão é selecionada para peças especiais e não padronizadas; o forjamento isotérmico é usado para condições de alto desempenho extremamente exigentes; a soldagem é empregada para componentes de grande porte. Combinado com processamento fino e tratamento de superfície, as dimensões, propriedades mecânicas e resistência à corrosão dos flanges podem ser garantidas, atendendo aos requisitos de uso para operação confiável e de longo prazo de vários equipamentos de última geração.
Baoji Yibaite Novos Materiais Tecnologia Co., Ltd.- o melhor fabricante de flanges de titânio
Endereço: Planta No.10, No.3 Phoenix Road, Zona de Desenvolvimento de Alta Tecnologia, Cidade de Baoji, Província de Shaanxi, China.
Endereço de email:nancy@yibaite.com.cn stevenwei@yibaite.com.cn
Tel: 0086-18291761837, 0086-18992799610