티타늄 합금 와이어의 제조 공정은 다음과 같은 특징을 갖습니다. TC17 티타늄 합금을 선택하여 Φ12mm 규격의 디스크 형태로 압연합니다. Φ12mm 디스크 형태는 3회 연삭 공정을 거칩니다. 연삭 후 총 가공률이 30%에 도달하면 응력 제거를 위해 전기로 또는 진공로에서 열처리합니다. 와이어 직경이 Φ10mm 이상인 경우 연삭 온도는 780℃ ± 20℃이고, 와이어 직경이 Φ10mm 미만인 경우 연삭 온도는 730℃ ± 20℃입니다. 열처리 후, 와이어 직경이 Φ5.5mm 이상이 될 때까지 연삭, 연삭, 연삭 및 연삭 공정을 반복한 후 진공 열처리를 거칩니다. 완제품은 출하 전에 진공 열처리를 거치고, 완제품의 크기에 따라 0~5° 내외측 원추각의 둥근 모서리 금형을 사용하여 재료 표면의 윤활제와 산화막 불순물 층을 제거한 후, ≤ Φ5.0mm의 광택 와이어로 뽑아내고 완제품 검사를 거칩니다. 완제품이 검사를 통과하면 완제품으로 사용되어 공장을 떠납니다. 본 발명은 중국에서 TC17 티타늄 합금 와이어를 생산할 수 없는 문제를 해결합니다.
티타늄 합금은 중국의 국가 표준 명칭이며, 미국에서는 유사한 해외 브랜드로 Ti-17이 있습니다. 화학 조성은 Al: 4.5–5.5, Sn: 1.6–2.4, Zr: 1.6–2.4, Mo: 3.5–4.5, Cr: 3.5–4.5이며, 나머지는 Ti입니다.
티타늄 합금은 높은 인장 강도와 크리프 강도, 우수한 파괴 인성, 넓은 단조 온도 범위 등의 장점을 가지고 있습니다. 손상 허용 설계, 높은 구조 효율, 높은 신뢰성, 낮은 제조 비용 등의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 중국은 제7차 5개년 계획 기간 동안 TC17 티타늄 합금 개발을 시작했습니다. 현재 주요 제품은 봉, 단조품, 슬래브이며 항공우주, 항공기 엔진 팬, 압축기 디스크 등의 분야에 적용되고 있습니다. 향후 중국 항공우주 산업과 대형 항공기 프로젝트의 발전과 함께 TC17 티타늄 합금 와이어의 응용 전망은 더욱 넓어질 것입니다.
그러나 현재 중국에는 TC17 티타늄 합금 와이어에 대한 관련 생산 표준이 없으며, 출원인은 해외에서 TC17 티타늄 합금 와이어의 제조 공정에 대한 관련 자료를 찾지 못했습니다. 기존의 티타늄 및 티타늄 합금 와이어 제조 공정은 완성된 와이어에서 산화막과 윤활제를 제거하기 위해 알칼리 및 산성 세척을 광범위하게 사용하기 때문에 항공우주 및 항공 분야에 사용되는 티타늄 합금 와이어의 요구 사항을 충족하지 못합니다. 또한, 반제품 TC17 와이어는 인장 시 큰 변형력과 높은 강도를 가지는 특성으로 인해 한 번 인장 후 파손되는 경우가 많습니다. 따라서 현재까지 TC17 티타늄 합금 와이어에 대한 성숙한 제조 공정은 개발되지 않았습니다.
TC17 티타늄 합금 와이어 제조 공정
(1) 압연 디스크 요소: 품질이 적합한 TC17 티타늄 합금 Φ60mm 또는 Φ55mm 사각 봉을 선택하여 930℃ ± 20℃의 β상 영역에서 Φ12mm 규격의 디스크 요소로 압연하고, 최종 압연 온도는 600℃ 이상으로 제어합니다.
(2) 연삭: Φ12mm 디스크 요소는 인발 전 표면 결함 제거를 위한 1차 연삭 처리, Φ10mm로 인발 및 박리 가공 후 2차 연삭 처리, 그리고 Φ6mm로 박리 가공 후 3차 연삭 처리를 거쳐 최종 제품 표면에 구멍, 균열 또는 개재물 결함이 없도록 합니다.
(3) 열처리: 각 연삭 공정 후, 총 가공률이 30%에 도달하면 780℃ ± 10℃ ~ 720℃ ± 10℃ 범위의 온도에서 2시간 동안 열처리를 실시합니다. (4) 열처리: 와이어 직경이 Φ10mm 이상인 경우, 연신 온도는 780℃ ± 20℃이고, 와이어 직경이 Φ10mm 미만인 경우, 연신 온도는 730℃ ± 20℃이다.
(5) 연신: 열처리 후, 와이어는 패스당 5~10%의 가공률을 가지며, 총 가공률은 35%를 넘지 않는다. 750℃ ± 10℃의 연신 온도에서 Φ3.3 ± 0.1mm가 될 때까지 연신, 연신, 연삭 및 연신 과정을 반복한다. Φ3.15mm 와이어 재료를 연신한 후 750℃ ± 10℃에서 진공 열처리를 수행한다. 인장 과정에서 와이어 재료 표면에 긁힘이나 박리가 생기지 않도록 주의해야 합니다.
(6) 완제품: Φ3.15mm 와이어 재료를 진공 열처리한 후, 내외측 원추각이 2°인 둥근 모서리 금형을 사용하여 재료 표면의 윤활제 및 산화막 불순물 층을 제거하고, 이를 Φ3.0mm 광택 와이어로 인장합니다. 그런 다음 완제품 검사를 실시합니다. 과도한 온도로 인한 2차 산화를 방지하기 위해 가공 온도는 720℃ ± 10℃를 초과하지 않아야 합니다.
(7) 완제품 검사: 와이어 재료의 머리와 꼬리 부분에 있는 인장 수축 구멍을 제거하고, 표면에 불순물 잔류물, 균열, 구멍, 개재물 등이 있는지 육안으로 반복 검사합니다. 육안 검사를 통과하면 샘플을 채취하여 시험 기관에 보내 원화학 성분 분석 및 비교를 의뢰합니다. 이 분석 결과를 바탕으로 출고될 완제품에 대한 적합 재료 인증서를 발급합니다.
