Techniki formowania plastycznego materiałów tytanowych obejmują metody przetwarzania na zimno i na gorąco, które są kluczowymi etapami przekształcania wlewków tytanu w różne przetworzone materiały, takie jak arkusze, pręty, rury, druty, profile i odkuwki. Metody te nie tylko kształtują tytan w formy przyjazne dla użytkownika, ale także poprawiają jego mikrostrukturę, zwiększając ogólną wydajność.
Formowanie plastyczne materiału tytanowego wykazuje charakterystyczne cechy, takie jak wysoka odporność na odkształcenia, słaba plastyczność w temperaturze pokojowej, wysoki stosunek plastyczności do maksymalnej wytrzymałości na rozciąganie, znaczne odbicie odkształcenia i podatność na przyczepność matrycy. Te cechy sprawiają, że formowanie tworzyw sztucznych z tytanu i metalu jest stosunkowo trudne i często wymaga stosowania technik odkształcania na gorąco.
Wśród podstawowych metod odkształcania plastycznego materiałów tytanowych znaczącą pozycję zajmuje kucie. Kucie polega na wywoływaniu odkształcenia plastycznego kęsów lub wlewków odlewanych pod wpływem urządzeń kuźniczych i matryc w celu uzyskania kutych elementów o określonych wymiarach geometrycznych, kształtach i właściwościach. Oprócz przetwarzania wlewków tytanowych na półprodukty, kucie jest również niezależnie wykorzystywane do produkcji prętów, odkuwek i odkuwek matrycowych.
W oparciu o różne procesy kucie można podzielić na kucie konwencjonalne, kucie precyzyjne i kucie izotermiczne. Walcowanie na walcarkach jako kolejna powszechnie stosowana metoda przeróbki plastycznej materiałów tytanowych. Wykorzystuje nacisk obracających się rolek do wywoływania ciągłego odkształcenia plastycznego materiałów metalowych, uzyskując pożądane kształty przekroju poprzecznego i zmieniając ich właściwości. Procesy walcowania są powszechnie stosowane przy produkcji arkuszy, prętów, rur i profili z tytanu i stopów tytanu.
Wytłaczanie polega na umieszczeniu kęsa w cylindrze wytłaczającym, przyłożeniu ciśnienia w celu wymuszenia wypłynięcia materiału metalowego z otworu matrycy, tworząc przedmioty o identycznych polach przekroju poprzecznego. W zależności od kierunku przepływu metalu wytłaczanie można podzielić na wytłaczanie do przodu i wytłaczanie do tyłu.
Rysowanie przykłada siłę rozciągającą do materiałów metalowych, przepychając je przez otwory matrycy, aby uzyskać pożądane kształty i wymiary przekroju. Procesy ciągnienia są powszechnie stosowane w produkcji prętów, rur i drutów, podzielone na kategorie ciągnienia pełnego i ciągnienia pustego.
Oprócz wyżej wymienionych metod formowania plastycznego, krytyczną technologią przetwarzania jest spawanie stopów tytanu. Metody spawania obejmują zgrzewanie, lutowanie twarde, łączenie w stanie stałym i łączenie mechaniczne, przy czym najczęściej stosowane jest zgrzewanie. Spawanie termojądrowe dzieli się dalej na spawanie łukowe, spawanie wiązką elektronów i spawanie oporowe, przy czym dominującą techniką spawania jest spawanie łukiem wolframowym w gazie (GTAW), powszechnie znane jako spawanie TIG.
Podsumowując, techniki formowania plastycznego materiałów tytanowych obejmują różne metody i procesy, z których każdy ma unikalne zastosowania i zalety. Dzięki rozsądnemu wyborowi i zastosowaniu tych technologii można efektywnie wytwarzać różnorodne kształty i specyfikacje produktów tytanowych, aby spełnić wymagania różnych gałęzi przemysłu.
