В процессе производства титановых листов и полос используются методы горячей и холодной прокатки.
Для производства используются два различных подхода, а именно ленточный и блочный. титановые листы.
- Ленточный метод предполагает прокатку сляба в рулон методом горячей прокатки с последующими процессами холодной прокатки, термической обработки и другими до достижения желаемой толщины и состояния. Наконец, рулон разрезается на титановые пластины или листы с помощью машины поперечных ножниц.
- Блочный метод включает резку горячекатаного титана на куски с последующей холодной прокаткой, термообработкой и другими процессами для получения блоков. С другой стороны, полосовой метод имеет более высокую производительность и выход, но требует крупного оборудования, больших инвестиций и сложной технологии производства. Применяется при наличии условий и кооперативной организации производства со станом горячей прокатки полосы. При отсутствии таких условий производство тонких горячекатаных полос достигается однократной горячей прокаткой. Полученную полосу затем сваривают в рулоны ленты и подвергают дальнейшей обработке посредством холодной прокатки и последующих процессов для получения титановая пластина и титановый лист.
Сляб подвергают нагреву и горячей прокатке на стане горячей прокатки для получения листового проката средней и большой толщины или заготовок холодной прокатки.
Из-за высокой склонности титана к поглощению и окислению водорода при повышенных температурах температура нагрева слябов из титана и его сплава обычно поддерживается в пределах от 850°C до 1150°C. Время нагрева зависит от способа нагрева и размера заготовки. При использовании пламенной печи для отопления обязательно строго контролировать атмосферу внутри печи, чтобы обеспечить среду микроокисления.
Для обеспечения минимальной холодной обработки рекомендуется максимально увеличить скорость горячей прокатки при производстве титановых плит и листов.
При производстве полосы процесс включает в себя первоначальную многократную прокатку толстого сляба на прокатном станке с последующей горячей прокаткой на машине непрерывного проката или прокатном стане с внутрипечной моталкой до достижения толщины 2-3 мм.
Альтернативно, сляб можно прокатать на машине горячей прокатки до толщины 6-8 мм, а затем сформовать в рулон или сварить. В случае производства блоков обычно используется один стан горячей прокатки с возможностью проведения двух или трех циклов нагрева. Процесс горячей прокатки, обработка поверхности, последующий нагрев и повторяющиеся циклы горячей прокатки используются для достижения желаемой толщины титановой пластины или листа.
Обработка поверхности титановой пластины или листа включает удаление окисленного слоя, образующегося в процессах нагрева, горячей прокатки и отжига. Эту обработку можно осуществить двумя основными методами: щелочным травлением и пескоструйным (дробеструйным) травлением.
Щелочное травление предполагает погружение продукта в нагретый раствор щелочи (NaOH), содержащий окислитель (NaNO3), с последующей быстрой закалкой водой. Далее продукт подвергается травлению в растворе азотной кислоты, содержащем фторид-ионы, с последующей промывкой и сушкой. С другой стороны, пескоструйное (дробильное) травление предполагает использование сжатого воздуха для подачи песка (или железной дроби) на поверхность с высокой скоростью, эффективно удаляя оксидный слой. После этого продукт маринуют и сушат. Стоит отметить, что обработка отработанного щелочного раствора и щелочного отходящего газа в процессе щелочного травления может быть сложной и дорогостоящей.
Холоднокатаный чистый титан обычно прокатывают при комнатной температуре или немного выше, в то время как некоторые титановые сплавы перед прокаткой подвергаются нагреву примерно до 100–200 ℃. Скорость деформационного упрочнения титана и титановых сплавов высокая. Для чистого титана общая скорость обработки между двумя стадиями отжига не должна превышать 50%, тогда как для титановых сплавов она не должна превышать 30–40%. Для производства тонких изделий, таких как титановые пластины или титановые листы, требуется несколько этапов промежуточного отжига и холодной прокатки.
Отжиг состоит из двух стадий: промежуточного отжига и окончательного отжига. Промежуточный отжиг обычно проводится в невакуумной печи с последующим травлением для устранения поверхностного окисления. Отжиг конечного продукта обычно выполняется в вакуумной печи для получения блестящей и чистой поверхности. Чтобы улучшить качество поверхности полосы после отжига, перед обработкой необходимо провести обезжиривание.
Комплектация и оценка различных продуктов соответствуют соответствующим условиям поставки. Финишный этап включает раскатку, правку и резку конечного продукта. Задачи контроля включают проверку образцов, оценку внешнего вида и проверку допусков на размеры.