Titanova žica ima dobre lastnosti nizke gostote, visoke specifične trdnosti, močne odpornosti proti koroziji in odličnih celovitih mehanskih lastnosti. Široko se uporablja na področju kemičnega preprečevanja korozije, natančne opreme, medicinskih pripomočkov in podpornih storitev v letalstvu. Kakovost izdelkov iz titanove žice je izjemno občutljiva na čistost surovin, temperaturo vroče obdelave, nadzor deformacije in postopke toplotne obdelave. Celotna veriga proizvodnega procesa je dolga in zahteve glede točnosti procesa so visoke. Stabilnost parametrov v vsakem procesu neposredno določa enotnost strukture, kakovost površine in končno zmogljivost titanove žice. Katere so ključne točke celotnega postopka priprave od taljenja surovin do shranjevanja izdelka, da se proizvede visoko precizna titanova žica?
Za proizvodnjo titanovih žic se kot osnovna surovina uporablja visokokakovosten gobasti titan. Prvi postopek je vakuumsko samoporabno taljenje ingotov v obločni peči. Zaradi izjemno visoke reaktivnosti titanove tekočine pri visokih temperaturah zlahka adsorbira plinske nečistoče, kot so kisik, dušik in vodik, kar povzroči zmanjšano plastičnost in povečano krhkost materiala. Zato mora celoten proces taljenja vzdrževati visoko vakuumsko zaprto okolje brez onesnaženja s plinom.
Po končanem procesu taljenja dobimo gost titanov ingot. Površino ingota je treba zmleti in pregledati glede napak brez poškodb. Vse notranje in površinske napake, kot so razpoke, pore, poroznost in vključki, je treba temeljito preveriti in odpraviti, da se zagotovi, da je matrica ingota enakomerna in čista, s čimer se postavi kvalificirana podlaga za gredico za kasnejšo obdelavo s kovanjem, valjanjem in vlečenjem.
Kvalificirani titanovi ingoti se natančno segrejejo in nato vstopijo v postopek brušenja kovanja. Z veliko plastično deformacijo pri kovanju se groba zrna v ulitem stanju učinkovito zdrobijo, nehomogenosti ulitka se odpravijo in manjše napake poroznosti zaprejo. S tem dosežemo prečiščenost in homogenizacijo mikrostrukture materiala, kar bistveno poveča splošno plastičnost in stabilnost obdelave gredice.
Kovane gredice so enakomerno podvržene površinskemu luščenju, brušenju in korekciji oblike, da se odstranijo oksidna plast in površinske napake, s čimer se zagotovijo enotne dimenzije in gladke površine gredic ter prepreči koncentracija napetosti in težave s površinskim luščenjem pri nadaljnji obdelavi.
Po površinski obdelavi gredica vstopi v postopek vročega valjanja. Skozi več prehodov postopnega redukcijskega valjanja se velikost prečnega prereza palice enakomerno zmanjšuje. Nadzor temperaturnega območja med fazo vročega valjanja je še posebej pomemben. Previsoka temperatura lahko povzroči groba zrna in čezmerno oksidacijo na površini; prenizka temperatura bo povečala odpornost proti deformacijam in lahko povzroči razpoke, dimenzijska odstopanja in druge težave s kakovostjo.
Po končanem vročem valjanju se na površini gredice oblikuje gosta oksidna plast. Potrebno je temeljito odstraniti površinsko oksidno plast, umazanijo in nečistoče s profesionalnim postopkom pranja s kislino. Po kislem pranju se izvede obdelava z vakuumskim žarjenjem, da se učinkovito sprostijo preostale napetosti pri obdelavi, ki nastanejo med vročim valjanjem, obnovi plastičnost in žilavost materiala, odpravi se delovno utrjevanje in zagotovijo dobri pogoji oblikovanja za poznejši postopek hladnega vlečenja.
Hladno vlečenje je temeljni postopek za fino oblikovanje in dimenzioniranje titanovih žic. Titanovi materiali so podvrženi hitremu delovnemu utrjevanju in znatnemu zmanjšanju plastičnosti med hladno obdelavo, zaradi česar je najzahtevnejši korak v proizvodnji titanove žice.
Med proizvodnim procesom mora biti površina gredice enakomerno premazana s posebnim mazalnim slojem, ki bistveno zmanjša trenje med kalupom in gredico ter zmanjša obrabo kalupa in površinske praske na žici. Postopek prevzame načelo majhne deformacije, večkratnih prehodov in postopnega zmanjševanja premera, pri čemer strogo nadzoruje količino deformacije v vsakem prehodu in odpravlja napake, kot so prelom žice in razpoke, ki jih povzroči hitra deformacija in koncentracija napetosti.
Hkrati je treba za nenehno lajšanje delovnega utrjevanja po vsakih nekaj prehodih vlečenja izvesti obdelavo z vakuumskim žarjenjem, s čimer se takoj obnovi plastičnost materiala, zagotovi stabilnost neprekinjene obdelave in dokler ni dosežena ciljna specifikacija premera žice.
Ko je titanova žica končana z merjenjem fiksne dolžine in navijanjem vrvice, je podvržena nadaljnjemu finemu pranju s kislino in poliranju, da se popolnoma odstranijo ostanki olja in sledovi oksidnih plasti na površini, s čimer se zagotovi, da površinska obdelava končnih izdelkov izpolnjuje standardne zahteve.
Nato se izvede obsežen pregled končnih izdelkov, vključno z vizualnim pregledom videza, meritvijo dimenzijske točnosti, mehanskimi preizkusi zmogljivosti in neporušitvenim testiranjem. Več indikatorjev je preverjenih za celovito potrditev dimenzijske skladnosti, kakovosti površine, trdnosti in plastičnosti ter stanja notranje strukture titanove žice. Šele ko so vsi kazalniki kvalificirani, je mogoče izdelke zapakirati, zapečatiti in shraniti v skladišču.
Za proizvodnjo visoko natančnih titanovih žic je potreben sistematičen procesni sistem z naprednim taljenjem čiščenja, obdelavo optimizirane strukture, natančnim hladnim oblikovanjem, gradientno toplotno obdelavo in nadzorom kakovosti celotnega procesa. Potrebno je strogo nadzorovati vakuumsko okolje, temperaturo obdelave, količino deformacije, režim žarjenja in stanje površine ter se izogibati pogostim napakam, kot so razpoke, utrjevanje, oksidacija in vključki, da bi stabilno izdelovali visokokakovostne izdelke iz titanove žice z enotno strukturo, dosledno zmogljivostjo in visoko natančnostjo.