Como processar uma placa de titânio BT20?

Como um fornecedor confiável dePlaca de titânio BT20, compreendo as propriedades e os requisitos exclusivos deste material de alto desempenho. A placa de titânio BT20 é amplamente reconhecida por sua excelente combinação de resistência, resistência à corrosão e resistência ao calor, tornando-a uma escolha popular em vários setores, como aeroespacial, automotivo e médico. Neste blog, compartilharei o processo de processamento eficaz da placa de titânio BT20.

1. Inspeção e preparação de materiais

Antes de iniciar qualquer processamento, é fundamental realizar uma inspeção completa da placa de titânio BT20. Verifique se há defeitos na superfície, como rachaduras, arranhões ou irregularidades. Meça a espessura, largura e comprimento da placa para garantir que ela atenda às dimensões especificadas. Pese o prato se necessário; isso pode ajudar a verificar a densidade e a qualidade geral do material.
Durante a fase de preparação, limpe a superfície da placa. Remova qualquer sujeira, óleo ou graxa que possa estar presente, pois essas impurezas podem afetar as operações de processamento subsequentes. Um método comum é usar um agente desengordurante ou uma solução de detergente neutro, seguido de enxágue com água limpa e secagem com pano macio e não abrasivo.

2. Corte

O corte costuma ser a primeira etapa no processamento da placa de titânio BT20. Existem vários métodos de corte disponíveis:

• Corte de serra: Este é um método relativamente simples e econômico. Uma lâmina de serra de aço rápido ou uma lâmina de serra com ponta de metal duro pode ser usada. No entanto, a velocidade de corte deve ser cuidadosamente controlada para evitar a geração excessiva de calor, que pode causar desgaste rápido da lâmina da serra e também afetar a qualidade da superfície de corte.
• Corte Plasma: O corte a plasma é uma escolha popular para placas de titânio BT20 mais espessas. Ele usa um jato de gás ionizado de alta velocidade para derreter e remover o material. Uma das vantagens do corte a plasma é a sua alta velocidade de corte. Mas também tem algumas desvantagens, como a geração de uma zona afetada pelo calor (HAZ) ao redor da borda de corte, que pode exigir pós - processamento para ser removida.
• Corte a jato de água: O corte por jato de água é um método de corte não térmico que usa um jato de água de alta pressão misturado com partículas abrasivas para cortar o material. Este método produz um corte limpo com HAZ mínimo, tornando-o adequado para aplicações onde a integridade das propriedades do material ao redor da borda de corte é crítica. Por exemplo, na indústria aeroespacial, os componentes feitos de placa de titânio BT20 geralmente exigem o mais rigoroso controle de qualidade, e o corte por jato de água pode atender a esses requisitos.

3. Formação

Após o corte, a placa de titânio BT20 pode precisar ser moldada em vários formatos. Existem dois tipos principais de operações de conformação: conformação a quente e conformação a frio.

• Conformação a Quente: A conformação a quente é normalmente realizada em temperaturas elevadas, geralmente entre 700 - 950°C. Nessas temperaturas, a placa de titânio BT20 torna-se mais dúctil, permitindo que seja facilmente moldada sem rachar. A vantagem da conformação a quente é que ela pode obter formas complexas com relativamente menos força em comparação com a conformação a frio. No entanto, a conformação a quente requer equipamento de aquecimento especializado e um controle cuidadoso da temperatura. Além disso, o material pode apresentar crescimento de grãos durante a conformação a quente, o que pode afetar suas propriedades mecânicas. Após a conformação a quente, pode ser necessário um processo de tratamento térmico para restaurar a microestrutura e as propriedades desejadas.
• Conformação a Frio: A conformação a frio é feita à temperatura ambiente. É adequado para formas simples e quando a placa apresenta ductilidade suficiente à temperatura ambiente. A principal vantagem da conformação a frio é que ela não requer equipamentos de aquecimento caros e pode ser realizada em máquinas de conformação padrão. No entanto, a conformação a frio pode causar o endurecimento do material, o que pode aumentar a sua resistência, mas reduzir a sua ductilidade. Se for necessária uma conformação a frio severa, etapas intermediárias de recozimento podem ser necessárias para aliviar as tensões internas e restaurar a ductilidade do material.

4. Usinagem

Operações de usinagem como torneamento, fresamento e furação são frequentemente realizadas na placa de titânio BT20 para criar características e dimensões precisas. No entanto, a usinagem do titânio é um desafio devido à sua baixa condutividade térmica e alta reatividade química.

• Virando: Ao tornear a placa de titânio BT20, é essencial uma ferramenta de corte afiada com geometria adequada. A velocidade de corte deve ser relativamente baixa e uma alta taxa de avanço pode ser usada para quebrar os cavacos e evitar que grudem na ferramenta. Os fluidos de corte também são necessários para lubrificar o processo de corte, reduzir o atrito e dissipar o calor gerado durante o corte.
• Fresagem: As operações de fresamento na placa de titânio BT20 requerem considerações semelhantes às do torneamento. O uso de fresas de topo com revestimento de metal duro pode melhorar a vida útil da ferramenta. A fresadora deve ser configurada para fornecer condições de corte consistentes e estáveis. Os sistemas de refrigeração de alta pressão podem ser benéficos para garantir a remoção e resfriamento eficazes de cavacos.
• Perfuração: Fazer furos na placa de titânio BT20 também é difícil. Devem ser usadas brocas especiais projetadas para titânio. A broca deve ter um ângulo de ponta adequado e um desenho de canal para facilitar o escoamento dos cavacos. Uma técnica de perfuração profunda é frequentemente empregada para evitar o entupimento de cavacos nos canais da broca.

5. Aderindo

Em algumas aplicações, a placa de titânio BT20 precisa ser unida a outros componentes ou outras placas de titânio. Existem vários métodos de união disponíveis:

• Soldagem: A soldagem da placa de titânio BT20 pode ser obtida usando métodos como soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG) e soldagem por feixe de elétrons. A soldagem TIG é um método comum devido ao seu equipamento relativamente simples e bom controle sobre o processo de soldagem. Contudo, requer proteção rigorosa da área de solda com um gás inerte (geralmente argônio) para evitar a oxidação do titânio durante a soldagem. A soldagem por feixe de elétrons é um método de soldagem de alta densidade de energia que pode produzir soldas de alta qualidade com distorção mínima. Mas requer um ambiente de vácuo, o que torna o equipamento mais caro e o processo mais complexo.
• Brasagem: A brasagem é outra opção para unir a placa de titânio BT20. Envolve o uso de um metal de adição com ponto de fusão inferior ao do metal base. O metal de adição é aquecido até derreter e fluir para dentro da junta por ação capilar, unindo as duas peças. A brasagem pode ser realizada em atmosfera controlada para evitar a oxidação do titânio.

6. Tratamento térmico

O tratamento térmico é uma etapa importante no processamento da placa de titânio BT20 para otimizar suas propriedades mecânicas. O tratamento térmico pode ser usado para aliviar tensões internas, refinar a estrutura do grão e melhorar a resistência e ductilidade do material.

• Recozimento: O recozimento geralmente é feito para aliviar as tensões internas geradas durante o trabalho a frio ou para restaurar a ductilidade do material. A temperatura de recozimento da placa de titânio BT20 normalmente varia de 650 a 750°C, e o tempo de retenção depende da espessura da placa e dos requisitos específicos.
• Têmpera e Revenimento: A têmpera e o revenido podem ser usados ​​para aumentar a resistência da placa de titânio BT20. A placa é primeiro aquecida a uma alta temperatura (geralmente acima da temperatura beta-transus) e então rapidamente temperada em um meio de resfriamento, como água ou óleo. Após a têmpera, a placa é revenida a uma temperatura mais baixa para reduzir a fragilidade e melhorar a tenacidade.

7. Tratamento de superfície

O tratamento de superfície pode melhorar a resistência à corrosão e ao desgaste da placa de titânio BT20.

• Passivação: A passivação é um processo químico que forma uma fina camada protetora de óxido na superfície da placa de titânio. Esta camada pode evitar maior oxidação e corrosão do material. O processo de passivação geralmente envolve a imersão da placa em uma solução de ácido nítrico ou em uma mistura de ácido nítrico e ácido fluorídrico.
• Revestimento: O revestimento da placa de titânio BT20 com materiais como revestimentos cerâmicos ou revestimentos de polímero pode fornecer proteção adicional contra desgaste e corrosão. Os revestimentos cerâmicos oferecem alta dureza e excelente resistência ao calor, enquanto os revestimentos poliméricos podem fornecer boa resistência química e um acabamento superficial liso.

Como um fornecedor confiável de placa de titânio BT20, também oferecemos outros produtos de titânio de alta qualidade, comoFolha de titânio Gr 23eFolha de titânio Gr 12. Se você estiver interessado em nossos produtos ou tiver alguma dúvida sobre o processamento da placa de titânio BT20, não hesite em nos contatar para obter mais informações e discutir suas necessidades de aquisição.

Referências

1. Boyer, R., Welsch, G., & Collings, EW (1994). Manual de propriedades de materiais: ligas de titânio. ASM Internacional.
2. Shaw, MC (2005). Princípios de corte de metal. Imprensa da Universidade de Oxford.
3. Cads[!]ll, D. (1994). Metalurgia de Soldagem. Marcel Dekker.