Herstellung von Titanblöcken
Umschmelzen
In der Industrie werden zwei Verfahren zum Schmelzen von Titanschwamm eingesetzt: das Lichtbogenschmelzen und das Induktionsschmelzen.
Das Induktionsschmelzen erfolgt entweder unter Argon- oder Heliumabschirmung oder im Vakuum, da Titan oberhalb von 1040 °C stark mit atmosphärischen Gasen interagiert. Beim Induktionsschmelzen werden sehr homogene und reproduzierbare Barren hergestellt. Der größte Nachteil des Induktionsschmelzens ist, dass Titan bis zu 1 % des Kohlenstoffs aus der Graphitauskleidung des Ofens absorbiert. Das Induktionsverfahren wird eingesetzt, wenn keine hohe Duktilität und Zähigkeit des Metalls erforderlich ist. Beim Lichtbogenschmelzen werden Graphitelektroden verwendet und der Kohlenstoffgehalt des Metalls wird auf 0,2 % reduziert.
Herstellung nach dem Schmelzen
Nach dem Umschmelzen werden flache, quadratische oder runde Blöcke mit verschiedenen Parametern bis hin zum kleinsten Querschnitt hergestellt, was zu einer Veränderung des Anteils der Halbzeuge geführt hat, die direkt aus Titanblöcken und deren Zwischenblöcken hergestellt werden. Es sei auch darauf hingewiesen, dass sich die Aufgabe nicht auf die Gewinnung eines ersten gemessenen Knüppels für die endgültige Formgebung beschränkt. Neue Methoden ermöglichen es, das gewünschte Legierungsgefüge zu erhalten.
Warme Werkstücke
Die Herstellung von Zwischenblöcken für Titanblöcke basiert nach wie vor auf dem Verfahren der Warmumformung. Analysen zeigen, dass nur 12-15 % der verformten Halbzeuge aus Titan und Titanlegierungen direkt aus Barren durch Pressen, Schmieden oder Walzen gewonnen werden. Bei diesen Produkten handelt es sich um Vollprofile, große Stangen und Platten sowie schwere Schmiedestücke.
Spezielle Operationen
Die Herstellung von kleinen Stangen und Drähten, dünnen Brammen und Blechen, gepressten und gewalzten Rohren und Profilen sowie kleinen Schmiedestücken erfordert keine besonderen Arbeitsgänge zur Herstellung einer geregelten Struktur. Bei der Herstellung von Stangen mit großem Durchmesser, dicken Blechen, dickwandigen Profilen und Rohren, mittelgroßen und großen Schmiedestücken für die Herstellung von stark belasteten Bauteilen sind jedoch besondere Arbeitsgänge erforderlich. Andernfalls können das gewünschte Gefüge und die gewünschten mechanischen Eigenschaften bei der anschließenden Umformung entweder nicht erreicht werden oder es sind zusätzliche arbeitsintensive Arbeitsgänge erforderlich.
Verarbeitungsprinzipien
Ein wichtiger Grundsatz bei der Warmumformung von Titanlegierungen ist die Wahl der Erwärmungs- und Verformungsarten. Die Herstellung von Titanblöcken muss den technologischen Anforderungen an die Duktilität entsprechen, die für die Verformung erforderlich ist. Die Wärmeleitfähigkeitsdaten sind wichtig für die Festlegung der Mindestheizzeit der Knüppel vor der Verformung und Wärmebehandlung. Diese Zeit beträgt bei 1000 °C etwa 40 Sekunden pro Millimeter Dicke und 60 Sekunden bei niedrigeren Temperaturen. Bei der Herstellung von Titanblöcken werden diese Daten verwendet, um die Mindestabkühlzeiten für Knüppel mit unterschiedlichen Querschnitten zu bestimmen.
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