チタン素材の優れた特性により用途が拡大し続け、高品質なチタンパイプの需要も高まっています。 これまでの微細チタンパイプの加工方法は、絞り加工と引き抜き加工が主流で、チタンパイプと金型との摩擦が激しく、チタンパイプの表面が削れて固着することが多く、寸法公差の管理が困難でした。 これらの欠点を防ぐために、通常、チタン材料に酸化処理を施して、潤滑の役割を果たす表面に酸化膜の層を形成する必要があります。また、各酸化処理後の処理量はあまり大きくしないでください。 酸化膜は非常に硬く、金型の摩耗を起こしやすく、製品のサイズや表面品質に問題があります。 そのため、チタン細管の低コストで高品質な加工方法の開発が急務です。
チタン パイプ メーカーの圧延理論によると、Q 値 (相対的な肉厚の減少と相対的な直径の減少の比率) は、圧延プロセス中のパイプの内面の品質に大きな影響を与えます。 3 ロール ローリング プロセス中、断面に亀裂がないことを確認するために断面を検査およびサンプリングした後、ローリング用に異なる Q 値 (0.87、1.00、1.26) が選択されました。特定のパスの内面。 また、中間パスのパイプは超音波検査を行い、次のパスの圧延に進む前にサンプルを採取して断面を観察し、内面に亀裂がないことを確認します。 Q 値が 0.87 の場合、内部表面のマイクロクラックは非常に浅く、深さは約 5 μm です。 そして、亀裂が少なくなります。 Q値が1.26に増加すると、内面のマイクロクラックの深さは50μmに達します。 パイプの内面に発生するマイクロクラックは、主に、最初に直径を縮小し、次に壁を縮小する 3 ロール圧延プロセスによるものです。 圧下量は大きいが、圧下量が小さすぎるため、圧下プロセス中に材料が蓄積し、内面に縦方向のマイクロクラックが形成されます。 したがって、3本ロール圧延機を使用してチタン合金パイプを圧延する場合、Q値は0.87を超えてはなりません。そうしないと、パイプの内面に亀裂が発生する可能性があります。
小型の厚肉チタン合金パイプの冷間圧延工程では、内外面にマイクロクラックが発生しやすい。 外面のマイクロクラックの場合、通常は研磨とスクレイピングの方法で除去しますが、その効果は非常に理想的です。 現在工業生産されている内面のマイクロクラックは、主に13mm以上の内部穴を除去するためにボーリングが使用され、13mm未満の内部穴は通常、処理を必要としません。 そのため、内面の品質管理が難しい。
(1) 小型の厚肉チタン合金パイプを圧延する場合、2 ロール ビレット圧延の変形は 39% で選択され、パイプの内外面品質は良好です。
(2) 小型の厚肉チタン合金パイプを 3 本のロールで冷間圧延する場合、Q 値は 0.87 を超えてはなりません。これにより、パイプの良好な内面品質と亀裂のないことが保証されます。 強度と塑性との良好な一致を考慮して、3 ロール圧延の変形量は、良好な機械的特性と微細構造を達成できる 30% に選択されます。
(3) チタン合金管の圧延工程では、1-2パスごとに脱脂、酸洗、焼鈍、矯正処理を行い、サンドブラストと酸洗を併用して内面のクラックを除去します。 この措置を講じることで、完成したパイプ検査の合格率を 35 ～ 40% に高めることができます。
25 パーセント、30 パーセント、および 36 パーセントの圧延変形を伴う 750 度での真空アニーリング後の完成パイプの微細構造。 アニールされたチタン合金管の微細構造は等軸であり、変形が増加するにつれて、再結晶の程度がより完全になり、結晶粒がより微細になることがわかります。 それぞれ 25 パーセント、30 パーセント、および 36 パーセントの圧延変形の下で 750 度で真空アニーリングした後の室温での完成したパイプの機械的特性。 変形が 25% の場合、完成したパイプの降伏強度は 550MPa、引張強度は 675MPa、伸びは 15.5%、伸びは標準要件値の 15% よりわずかに高いことがわかります。 変形が 30% の場合、引張強度は 670MPa、降伏強度は 535MPa、伸びは 17% です。 変形が 36% の場合、引張強度は 640MPa、降伏強度は 517MPa で、標準要件の 515MPa よりわずかに高く、伸びは 19% に達します。 強度と可塑性の良好な一致を考慮し、さまざまな変形条件下での機械的特性と微細構造を比較すると、完成したパイプに対して 30% の圧延変形を選択することがより合理的です。
