Techniky válcování za tepla a za studena se používají při výrobě titanových plechů a pásů.
Pro výrobu se používají dva odlišné přístupy, jmenovitě pásový typ a blokový typ titanové plechy.
- Pásmová metoda znamená, že ploska je válcována do role válcováním za tepla, po kterém následují procesy válcování za studena, tepelné zpracování a další, dokud nedosáhne požadované tloušťky a stavu. Nakonec se válec rozřeže na titanové pláty nebo plechy pomocí stroje s příčnými nůžkami.
- Bloková metoda zahrnuje řezání za tepla válcovaného titanu na kusy, po kterém následuje válcování za studena, tepelné zpracování a další procesy k výrobě bloků. Pásová metoda má na druhé straně vyšší produktivitu a výtěžnost, ale vyžaduje velké vybavení, vysoké investice a složitou technologii výroby. Používá se tam, kde jsou podmínky a kooperativní výrobní nastavení s pásovou horkou válcovací stolicí. V nepřítomnosti takových podmínek je výroba tenkých pásů za tepla dosažena válcováním za tepla v jedné válcovací stolici. Výsledný pás je poté svařen do páskových svitků a dále zpracováván válcováním za studena a následnými procesy k výrobě titanová deska a titanový plech.
Plocha prochází ohřevem a válcováním za tepla na válcovací stolici za tepla, aby se vyrobily střední a tlusté plechové výrobky nebo předvalky pro válcování za studena.
Vzhledem k vysoké afinitě titanu k absorpci vodíku a oxidaci při zvýšených teplotách se teplota ohřevu titanu a jeho slitinové desky obvykle udržuje mezi 850 °C a 1150 °C. Doba ohřevu závisí na způsobu ohřevu a velikosti polotovaru. Při použití plamenové pece k ohřevu je nutné přísně kontrolovat atmosféru uvnitř pece, aby bylo zajištěno mikrooxidační prostředí.
Pro zajištění minimálního zpracování za studena se doporučuje při výrobě titanových plechů a plechů maximalizovat rychlost válcování za tepla.
Pro výrobu pásů proces zahrnuje zpočátku vícenásobné válcování tlusté bramy na válcovacím stroji, následované dalším válcováním za tepla v kontinuálním válcovacím stroji nebo válcovací stolici s navíječkou v peci, dokud nedosáhne tloušťky 2-3 mm.
Alternativně může být deska válcována na horkém válcovacím stroji na tloušťku 6-8 mm předtím, než je formována do svitku nebo svařena. V případě blokové výroby se typicky používá jeden horký mlýn s možností vyžadovat dva nebo tři ohřívací cykly. Proces válcování za tepla, povrchová úprava, následné zahřívání a opakované cykly válcování za tepla se používají k dosažení požadované tloušťky titanové desky nebo plechu.
Povrchová úprava titanového plechu nebo plechu zahrnuje odstranění zoxidované vrstvy, která se tvoří během zahřívání, válcování za tepla a žíhání. Této úpravy lze dosáhnout dvěma hlavními metodami: alkalickým mořením a pískováním (výstřelem).
Alkalické moření znamená ponoření produktu do zahřátého alkalického roztoku (NaOH) obsahujícího oxidant (NaNO3), následované rychlým ochlazením vodou. Dále se produkt podrobí moření v roztoku kyseliny dusičné obsahující fluoridové ionty a následně se promyje a suší. Na druhé straně, pískování (broky) moření zahrnuje použití stlačeného vzduchu k pohonu písku (nebo železných broků) na povrch vysokou rychlostí, čímž se účinně odstraní vrstva oxidu. Poté se produkt nakládá a suší. Stojí za zmínku, že zpracování odpadního alkalického roztoku a alkalického odpadního plynu v procesu alkalického moření může být složité a nákladné.
Válcované za studena čistý titan se typicky válcuje při teplotě místnosti nebo mírně nad ní, zatímco určité slitiny titanu se před válcováním zahřívají na přibližně 100 až 200 °C. Rychlost mechanického zpevnění titanu a titanových slitin je rychlá. U čistého titanu by celková rychlost zpracování mezi dvěma stupni žíhání neměla překročit 50 %, zatímco u slitin titanu by neměla překročit 30 % až 40 %. K výrobě tenkých produktů, jako jsou titanové desky nebo titanové plechy, je zapotřebí více mezilehlých kroků žíhání a válcování za studena.
Žíhání se skládá ze dvou fází: mezižíhání a konečné žíhání. Mezilehlé žíhání se typicky provádí v bezvakuové peci, po kterém následuje moření, aby se eliminovala povrchová oxidace. Žíhání finálního produktu se běžně provádí ve vakuové peci pro dosažení jasného a čistého povrchu. Pro zlepšení kvality povrchu pásu po žíhání by mělo být před procesem provedeno odmaštění.
Kompletace a hodnocení různých produktů se řídí příslušnými dodacími podmínkami. Dokončovací fáze zahrnuje válcování, rovnání a řezání konečného produktu. Kontrolní úkoly zahrnují kontrolu vzorků, posouzení kvality vzhledu a ověření rozměrových tolerancí.