チタンインゴットの製造

再溶解

スポンジチタンをインゴットに変えるには再溶解が必要です。工業界では、スポンジチタンの再溶解には電気アーク法と誘導法の2つの方法が使用されています。
誘導溶解は、アルゴンやヘリウムの保護雰囲気下、または真空中で行われます。これは、1040°Cを超えるとチタンは大気ガスと活発に反応するためです。誘導溶解は成分が非常に均一で再現性のあるインゴットを得ることが可能です。しかし、誘導溶解の主な欠点は、炉のグラファイトライニングからチタンが最大1%まで炭素を吸収してしまうことです。誘導法は、金属に高い可塑性や粘性が要求されない場合に使用されます。電気アーク溶解はグラファイト電極を使用して実施され、金属の炭素汚染は0.2%にまで抑えられます。

再溶解後の製造

再溶解後、さまざまなパラメータの平板、四角、または丸いインゴットが得られ、最小断面に至るまで、その結果、直接チタンインゴットやその中間材料から製造された半製品の割合に変化をもたらしました。また、最終的な形状を得るための基準寸法の材料を得ることだけが目的ではないことも注目すべきです。新しい方法により、必要な合金の構造を得ることができるようになりました。

熱間変形

チタンインゴットの中間材料の製造は、依然として熱間変形法に基づいています。分析によれば、チタンやチタン合金の変形半製品のうち、プレス、鍛造、圧延によって直接インゴットから得られるのはわずか12-15%です。これらの製品は、大型のプロファイル、大きな棒材やプレート、重い鍛造部品を構成します。

特殊作業の製造

小断面の棒材やワイヤー、薄いプレートや板、押出および圧延されたチューブやプロファイル、そして小型のプレス品の製造では、規定された構造を形成するための特別な作業を必要としません。しかし、大径の棒材、厚いプレート、厚肉のプロファイルやチューブ、中型および大型のプレス品で、重負荷部品の製造を目的とする場合、特別な作業の実施が求められます。さもなければ、さらなる変形の際に必要な構造と機械的特性を確保できないか、または追加の非常に手間のかかる作業が必要となります。

加工の原則

チタン合金の熱間加工の重要な原則は、加熱と変形の条件を選定することです。チタンインゴットの製造は、変形に必要な技術的可塑性の要件を満たす必要があります。熱伝導率に関するデータは、加熱と熱処理前の材料の最小加熱時間を決定するために重要です。温度1000°Cでは、厚さ1ミリメートルあたり約40秒、より低い温度では60秒程度です。これらのデータを用いて、チタンインゴットの製造は様々な断面の材料の最小冷却時間を決定します。

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