고급 압력 용기의 핵심 구성요소인-티타늄 헤드의 제조 품질은 열악한 환경에서 장비의 안전성과 신뢰성과 직접적인 관련이 있습니다. 티타늄 합금은 고강도, 저밀도, 우수한 내식성 및 우수한 고온 성능으로 인해 화학, 에너지, 항공 우주 및 기타 분야에서 널리 사용되지만 가공 난이도도 일반 금속보다 훨씬 높습니다. 다음은 티타늄합금 소재의 특성을 바탕으로 티타늄 헤드의 제조공정과 품질관리를 체계적으로 설명한다.
티타늄 합금 소재 특성 및 가공 과제
티타늄 합금은 가공 시 다음과 같은 문제가 발생하기 쉽습니다.
높은 화학적 활성: 고온에서 산소, 질소, 수소 및 기타 원소와 쉽게 반응하여 취성을 초래합니다.
낮은 열전도율: 가공 중에 열이 쉽게 집중되어 공구 마모와 재료 변형이 악화됩니다.
낮은 탄성률: 성형 후 반동이 크고 치수 정확도를 제어하기 어렵습니다.
낮은 내마모성: 금형과의 접착이 용이하여 표면 품질에 영향을 미칩니다.
따라서 티타늄 헤드를 제조하려면 위의 특성에 대한 특별한 공정 조치가 필요합니다.
스피닝 성형 공정: 정밀 성형 및 공정 제어
프로세스 원리 및 적응성
국부적인 점 변형을 통해 방사가 점진적으로 확장되는데, 이는 변형 간격이 좁은 재료인 티타늄 합금에 적합합니다. 전체 스탬핑과 비교하여 스피닝은 급격한 응력을 줄이고 균열 위험을 줄일 수 있으며, 특히 복잡한 모양의 중소형 헤드 제조에 적합합니다.
티타늄 합금 방사의 핵심 포인트
온도-제어 방사: 가열 방사(300~500도)는 재료의 가소성을 개선하고 균열을 줄이기 위해 종종 사용됩니다.
금형 및 윤활: 금형은 높은 경도와 내마모성을 가져야 하며 표면은 크롬 도금 또는 특수 코팅인 경우가 많습니다. 윤활제는 티타늄이 금형과 결합하는 것을 방지하기 위해 고온 안정성이 우수한 불소 또는 흑연{0}}계 윤활제를 기반으로 해야 합니다.
중간 열처리: 가공 경화를 제거하고 가소성을 복원하기 위해 여러 회전 세션 사이에 어닐링(700-800도)을 수행해야 합니다.
속도 및 피드 매칭: 열 축적으로 인한 조직 악화를 방지하려면 더 낮은 회전 속도와 피드 속도를 사용하십시오.
용접 공정: 용접 무결성 및 조직 성능 보장
용접방법의 선택
티타늄 헤드 접합은 종종 다음을 채택합니다.
텅스텐 불활성 가스 용접(GTAW): 얇은 판과 중요한 용접에 사용됩니다.
플라즈마 아크 용접(PAW): 열 영향을 받는 부분이 작은 중형 및 중량판에 적합합니다.-
레이저/전자빔 용접: 변형을 최소화하면서{0}}고정밀 요구 사항에 사용됩니다.
용접 공정 제어
가스 보호:-고순도 아르곤 가스(99.999% 이상)를 사용해야 하며 걸레 덮개와 등 보호 장치는 용접 뒷면의 산화를 방지하도록 설계되어야 합니다.
공정 매개변수: 거친 입자 또는 부서지기 쉬운 상의 형성을 방지하기 위해 열 입력을 엄격하게 제어합니다.
용접 재료 매칭: ERTi-5, ERTi-7 등과 같이 모재와 균일하거나 클리어런스 요소가 낮은 용접 와이어를 선택합니다.
용접 후 열처리 및 테스트-
응력 완화 어닐링: 일반적으로 잔류 응력을 줄이기 위해 500~600도에서 수행됩니다.
용액 노화 처리: 강도와 인성을 향상시키기 위해 또는 + 티타늄 합금에 적합합니다.
비{0}}비파괴 검사: 100% 방사선 검사(RT) 또는 초음파 검사(UT), 침투 탐상 검사(PT)로 보완하여 용접부에 결함이 없는지 확인합니다.
스탬핑 성형: 치수 정확도 및 표면 품질 관리
패널 용접 처리
잔여 높이 제어: 스탬핑 중 응력 집중 및 흐름 방해를 방지하려면 용접의 잔여 높이를 모재 금속과 같은 높이로 부드럽게 해야 합니다.
부드러운 전이 영역: 용접과 모재 사이의 전이는 매끄러워야 하며 경사는 1:4보다 커서는 안 됩니다.
스탬핑 공정 매개변수
콜드 스탬핑: 벽이 얇은-헤드에 적합하지만 반동 보상에 주의하세요.
핫 스탬핑: 변형 저항을 줄이기 위해 일반적인 온도는 600-800도이지만 산화물 스케일의 형성을 방지하는 것이 필요합니다.
금형 설계: 티타늄 합금의 반동을 고려하여 그에 따라 금형 캐비티 크기를 수정해야 합니다.
표면 및 가장자리 품질
산화물층 처리: 열성형 후 산세 또는 샌드블라스팅을 수행하여 산화물층을 제거해야 합니다.
모서리 처리: 베벨은 열 절단으로 인한 미세{0}}균열을 방지하기 위해 가공됩니다.
전체 공정 품질 관리 시스템
재료 공장 검사: 재료 인증서 확인, 스펙트럼 분석 및 기계적 특성 재{0}}검사 수행
프로세스 평가 및 감독: 각 프로세스는 평가를 통과해야 하며, 검사관은 프로세스 전반에 걸쳐 주요 프로세스를 추적합니다.
치수 및 위치 공차: 곡률 및 윤곽의 3D 스캐닝 또는 템플릿 감지;
최종 성능 테스트: 수압 테스트, 기밀 테스트, 응력 부식 테스트(해당되는 경우) 포함.
티타늄 헤드는 재료 과학, 플라스틱 기계 가공 및 용접 기술의 최첨단 기술을 조합하여 제조됩니다.- 정밀한 방사, 불활성 가스 보호 용접 및 제어된 스탬핑 공정과 엄격한 전체{2}}공정 품질 관리를 통해 고압, 부식 및 방사선과 같은 극한 조건에서도 헤드가 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있습니다. 앞으로 수치 시뮬레이션, 지능형 감지 및 기타 기술을 적용하여 티타늄 헤드 제조는 정밀도와 디지털화 방향으로 더욱 발전할 것입니다.
