Zliatiny titánu sú široko používané v leteckom, medicínskom a chemickom priemysle vďaka ich vynikajúcej špecifickej pevnosti, odolnosti proti korózii a biokompatibilite. Titán je však chemicky aktívny a pri vysokých teplotách ľahko reaguje s prvkami ako kyslík a dusík. Preto sa jeho odlievanie musí vykonávať pod vysokým vákuom alebo ochranou inertným plynom, čo tvorí jeho jedinečný výrobný proces.
Investičné liatie a príprava modelu
Odliatky z titánovej zliatiny sa bežne odlievajú pomocou investičného liatia. Najprv podľa návrhu výrobku vyrobte kovovú formu a pomocou nej vylisujte taviteľnú voskovú formu. Viaceré voskové formy sú zostavené do „modulového stromu“. Následne sa modul opakovane ponorí do špecializovaného žiaruvzdorného povlaku (zvyčajne na báze oxidu ytria alebo zirkónu), posype časticami piesku a vrství, aby sa vytvoril dostatočne hrubý plášť.
Odlievanie škrupín a tavenie
Po vytvorení škrupiny je potrebné ju piecť pri vysokej teplote. Na jednej strane tento proces vytvrdzuje škrupinu a poskytuje dostatočnú pevnosť, aby odolala nárazom roztaveného kovu; Na druhej strane úplne roztopte a spálite vnútornú voskovú formu, aby sa vytvorila dutá dutina. Hlavným procesom je tavenie a liatie, ktoré sa musí vykonávať v špecializovanom zariadení - vákuovej spotrebnej oblúkovej kondenzačnej pece. Používa vysoko čisté titánové suroviny (ako je titánová špongia) alebo vratné materiály ako elektródy a okamžite ich taví vysokoprúdovým oblúkom v extrémne vysokom vákuu. Roztopená titánová kvapalina sa zhromažďuje v „stuhnutej škrupine“ (vrstva stuhnutej titánovej škrupiny na okraji v dôsledku vodou-chladeného medeného téglika) a potom rýchlo nakloní téglik, aby vstrekol kovovú kvapalinu do predhriatej škrupiny. Celý proces tavenia a odlievania je dokončený pod vákuom alebo ochranou inertnou atmosférou, čím sa účinne bráni oxidácii titánovej kvapaliny.
Následné spracovanie a kontrola kvality
Po naliatí odliatok pomaly chladne v plášti formy. Následne sa škrupina rozbije mechanickými prostriedkami, ako sú vibrácie alebo-vysokotlaková vodná pištoľ, a odliatok sa vyberie a odreže, aby sa oddelil od stromu modulu. Ďalej sa vyžaduje séria následných-procesov:
1. Čistenie tryskaním: odstránenie zvyškov žiaruvzdorných materiálov na povrchu.
2. Izostatické lisovanie za tepla: Toto je kľúčový krok pri zlepšovaní spoľahlivosti odliatkov. Vo vysokoteplotnom a vysokotlakovom inertnom plyne sa malé zmršťovacie dutiny, póry a iné defekty vo vnútri odliatku zhutnia a zacelia, čím sa výrazne zlepší jeho hustota a mechanické vlastnosti.
3. Chemické mletie: použitie kyslého premývacieho roztoku na odstránenie vrstvy bohatej na kyslík (alfa krehká vrstva) vytvorenej na povrchu odliatku počas procesu obrábania.
4. Mechanické spracovanie a kontrola: Na kľúčových rozmeroch odliatkov sa vykonáva presné opracovanie a používajú sa ne-deštruktívne testovacie techniky, ako je prienik röntgenových lúčov a fluorescencie, aby sa zabezpečilo, že ich vnútorná a povrchová kvalita spĺňa normy.
Stručne povedané, výroba odliatkov zo zliatiny titánu je zložitý proces, ktorý v sebe spája presnú prípravu modelu, špeciálnu technológiu tavenia a prísne následné{0}}spracovanie. Každý krok je rozhodujúci pre zabezpečenie vysokého výkonu a spoľahlivosti konečného produktu.
