مرحله 1: R را بدست آوریداوهMمواد
برای ساخت لوله تیتانیومی خالی، اولین قدم این است که مواد اولیه واجد شرایط را داشته باشید. تیتانیوم در پوسته زمین عمدتاً به شکل دی اکسید تیتانیوم در مواد معدنی مانند روتیل و ایلمنیت وجود دارد. از طریق یک سری واکنش های شیمیایی پیچیده که عمدتاً سنگ معدن را با کلر و کربن تصفیه می کنند و سپس با منیزیم فلزی واکنش می دهند، در نهایت یک تیتانیوم خالص متخلخل و شل مانند یک اسفنج به دست می آید که به آن «تیتانیوم اسفنجی» می گویند. نام آن بسیار توصیفی است زیرا ظاهر و بافت آن در واقع مانند یک اسفنج فلزی خاکستری است. این پایه و اساس تمام پردازش های بعدی است و خلوص آن مستقیماً کیفیت لوله نهایی را تعیین می کند. پس از به دست آوردن تیتانیوم اسفنجی، کارگران آن را به قطعات کوچک با مشخصات مشخص می شکنند تا برای مرحله بعدی ذوب آماده شوند.
مرحله 2: ذوب شدن&ریخته گریIبه شمش
تیتانیوم اسفنجی شل را نمی توان مستقیماً به لوله تبدیل کرد. باید به صورت یک شمش فلزی متراکم ذوب شود. به دلیل واکنش پذیری شدید تیتانیوم در دماهای بالا، به شدت با اکسیژن، نیتروژن و سایر گازهای موجود در هوا واکنش نشان می دهد. بنابراین، فرآیند ذوب باید در خلاء یا تحت حفاظت گازهای بی اثر انجام شود. متداول ترین روش صنعتی که استفاده می شود «ذوب قوس مصرفی در خلاء» است. به بیان ساده، تیتانیوم اسفنجی و عناصر آلیاژی ضروری (مانند آلومینیوم و وانادیوم که برای تولید آلیاژ تیتانیوم TC4 استفاده می شود) به الکترودها فشرده می شوند. در یک بوته مسی بزرگ، خلاء،-که با آب سرد میشود، الکترودها بهعنوان "شمع" عمل میکنند و قوسهای دمایی بالا را با خود-الکتریسیته شدن ایجاد میکنند تا خودشان ذوب شوند. سپس تیتانیوم مذاب برای سرد شدن و جامد شدن در بوته ای زیر ریخته می شود و اولین شمش تیتانیوم را تشکیل می دهد. برای اطمینان از ترکیب یکنواخت و رعایت استانداردهای خلوص، این فرآیند معمولاً دو تا سه بار تکرار می شود. شمش تیتانیوم استوانه ای یا مربعی نهایی به دست آمده "ماده اصلی" برای ساخت بیلت های لوله است.
مرحله 3: آهنگری& سوراخ کردن
با در دست داشتن یک شمش تیتانیوم جامد، مرحله بعدی تبدیل آن به یک لوله توخالی است. شمش تیتانیوم پس از ذوب دارای دانه های درشت و ساختار داخلی ناهموار است. ابتدا باید جعل شود. شمش تا دمای مناسب (معمولاً بین 800 تا 1000 درجه) گرم می شود و سپس با استفاده از یک پرس هیدرولیک ده{5}}هزار-تنی یا چکش آهنگری به طور مکرر به هم ریخته و کشیده می شود. این فرآیند مانند ورز دادن خمیر است که میتواند دانههای درشت را بشکند، ریزساختار را اصلاح کند و هرگونه نقص داخلی احتمالی را فشرده کند و به طور قابل توجهی خواص مکانیکی ماده تیتانیوم را افزایش دهد. پس از آهنگری، میله ای با اندازه کوچکتر- متراکم تر به دست می آید. سپس مرحله مهم - سوراخ کردن فرا می رسد. کلاسیکترین روش «سوراخ کردن نورد متقاطع» است، که در آن میله تیتانیوم گرم شده بین دو رول{13}درگردان میرود. خطوط مرکزی رول ها و میله دارای زاویه هستند. تحت عمل اصطکاک، میله به طور همزمان می چرخد و پیش می رود، و در مرکز، تحت فشار برشی قوی قرار می گیرد، بنابراین "مجبور" می شود که سوراخی از آن سوراخ شود و یک لوله توخالی اولیه را تشکیل دهد.
مرحله 4: نورد دقیق& درمان
لوله های ناهموار به دست آمده از سوراخ کردن هنوز کاملاً درشت هستند، با ضخامت دیواره ناهموار و ابعاد نامشخص. پردازش بیشتر مورد نیاز است. این معمولاً از طریق فرآیند "نورد لوله"، مانند استفاده از یک آسیاب نورد سرد انجام می شود. در طی این فرآیند، لوله زبر روی یک سنبه سخت قرار میگیرد و از یک غلتک{3}}نوع با شکل مخصوص عبور میکند. همانطور که آسیاب نورد به جلو و عقب حرکت می کند، لوله به تدریج نورد می شود و ضخامت دیواره را کاهش می دهد، قطر را کاهش می دهد و سطح را صاف می کند. دقت ابعادی به طور قابل توجهی بهبود یافته است. از طریق گذرهای متعدد نورد سرد و عملیات حرارتی میانی (معروف به "بازپخت"، که با هدف حذف سختی و تنش ناشی از پردازش و بازیابی پلاستیسیته ماده است)، در نهایت یک لوله تیتانیومی با ابعاد دقیق و عملکرد عالی به دست می آید. در نهایت، لوله خالی صاف میشود، انتهای آن بریده میشود، سطح تمیز میشود (مانند شستشوی اسیدی برای از بین بردن رسوبهای اکسید)، و آزمایشهای غیرمخرب- برای اطمینان از عدم وجود نقص داخلی یا سطحی انجام میشود. به این ترتیب یک لوله تیتانیوم بلانک واجد شرایط تولید می شود که برای ساخت انواع لوله های تیتانیوم دقیق مورد نیاز در زمینه های هوافضا، شیمیایی، پزشکی و سایر زمینه ها استفاده می شود.
