Kustannusten aleneminen teollisessa puhtaan titaanin prosessoinnissa: arvot, saanto ja menetelmät

Missä teollisen puhtaan titaanin kustannukset todellisuudessa ovat

Teollinen puhdas titaani, luokat 1-4 (UNS R50250, R50400, R50550 ja R50700), valitaan pääasiassa korroosionkestävyyden vuoksi, joten ostajat olettavat usein, että metallin hinta hallitsee valmiin osan kustannuksia. Käytännössä on usein päinvastoin. Seos on vaikea sulaa, vaikea muotoilla ja vaikea leikata, ja jokainen näistä vaiheista lisää kustannuksia, jotka voivat moninkertaisesti ylittää raaka-aineen valmiin koneistetun komponentin osalta.

Kolme fyysistä ominaisuutta selittää suurimman osan rangaistuksesta. Luokan 2 lämmönjohtavuus on noin 21,9 W/m·K, joten leikkauslämpö keskittyy reunaan. Kimmokerroin on noin 100 - 105 GPa, joten työkappaleiden joustavuus ja muotoilutyökalujen on kompensoitava. Ja titaani sappi ja työ-kovettuvat liukuvan kosketuksen alaisena, joten työstettävyys on lähes 20–25 % vapaasta{10}}työstettävästä teräksestä. Neljäs tekijä on rakenteellinen: ilmailu- ja kemiallisten laitteiden osat työstetään yleensä levystä tai tankosta osto--/-lentosuhteella 8:1 tai huonompi, mikä tarkoittaa, että suurimmasta osasta ostetusta metallista tulee lastua.

Arvosana- ja määrityspäätökset, jotka lisäävät kustannuksia

Älä yli{0}}määritä arvosanaa.Luokka 2 täyttää useimmat kemialliset ja merenkulkualan tehtävät. Grade 4:n valitseminen tai tiukempien interstitiaalirajojen asettaminen nostaa raaka-aine- ja muovauskustannuksia ja vähentää sitkeyttä juuri silloin, kun muovaus on kallis vaihe.

Poista tarpeeton kaksoissertifiointi.Saman levyn tilaaminen kahteen päällekkäiseen standardiin, esimerkiksi levyn ja putken spesifikaatioon, lisää testaus- ja dokumentointikustannuksia metallia vaihtamatta. Mainitse yksi sovellettava eritelmä.

Osta vakiokokoja.Ei--vakioleveydet ja -pituudet pakottavat ylimääräisen leikkaamisen ja luovat leikkauksia, joita on vaikea käyttää uudelleen. vakiomyllyformaatit lisäävät tuottoa ilman teknisiä muutoksia.

Tarkista toleranssit rehellisesti.Toimintoa tiukemmat tasaisuus-, suoruus- ja halkaisijatoleranssit vaativat ylimääräistä oikaisua, hiontaa tai leikkausta, ja jokainen näistä toimenpiteistä voi aiheuttaa kontaminaatiota ja uudelleenkäsittelyä.

Määritä toimitusehto kerran.Hehkutetut, jännitys-kevennetyt ja-valssatut olosuhteet käyttäytyvät eri tavalla muodostuessaan; epäselvä ehto johtaa hylättyihin eriin ja uusiin kokeisiin.

Muovaus, lämpökäsittely ja liittäminen

Kaupallisesti puhtaalla titaanilla on hyvä kylmämuovaus, joten puristusmuovaus, rullamuovaus ja putken taivutus ovat käytännöllisiä ilman kuumatyöstöä. Kallis osa on jousto-takaisin: ylitaivutusvarat on määritettävä kerran ja lukittava työkaluihin, koska titaanin koe-ja-virheen muodostuminen kuluttaa materiaalia nopeasti. Kun välihehkutusta tarvitaan, ilmakehä on avainpäätös. Stressinpoisto suoritetaan tyypillisesti noin 480-650 asteen välillä ja täysi hehkutus noin 650-760 asteen välillä. Noin 600 asteen yläpuolella ilmassa happi diffundoituu pintaan ja muodostaa alfa-kotelon, joka on myöhemmin poistettava peittauksella tai jauhamalla. Tämä on piilohinta, jonka tyhjiö- tai inertti{13}}ilmakehän uuni välttää.

Hitsattu -versus-saumaton päätös on usein suurin yksittäinen putkikomponenttien kustannusvipu. Hitsattu putki, joka on valmistettu ASTM B338:n mukaisesti nauhasta, valmistetaan pitkiä pituuksia huomattavasti pienemmillä muunnoskustannuksilla metriä kohti kuin saumaton putki, joka on valmistettu ekstruusiolla ja kylmäpyyhkäisyllä. Sen käyttökelpoisuus riippuu suunnittelukoodista, vaadittavasta sauman laatutekijästä ja palvelusta. Jos hitsattu putki on sallittu, säästö on todellinen, jos sauma hitsataan täysin inertin suojauksen alla, kylmätyöstetään ja hehkutetaan niin, ettei se ole kokoonpanon heikko kohta.

Titaanin liittäminen itseensä tai muihin metalleihin vaatii kurinalaisuutta. Kaasuvolframikaarihitsaus takasuojuksella ja sisäisellä tyhjennyksellä suojaa kuumaa aluetta; mikä tahansa ilman pääsy saa aikaan värjäytyneen, hauraan hitsin, joka epäonnistuu tarkastuksessa. Erityisten, rautaa -vapaiden ruostumattomien harjojen ja työkalujen käyttäminen estää rautapitoisuuden, joka myöhemmin ilmenee ruosteen värjäytymisenä ja korroosion alkamisena.

Työstö- ja valmistusvivut

Leikkaa vähemmän materiaalia.Netto- ja lähes{0}}nettomuodon syöttö, suljetut-stanssatut taot, suulakepuristukset ja hankaava vesisuihkusuihkutus poistavat kaikki koneistusbudjetista ennen ensimmäistä leikkausta.

Kunnioita leikkausikkunaa.Kohtuulliset leikkausnopeudet terävällä, positiivisesti hiotulla kovametallilla, korkeapaineisella-jäähdytysnesteellä ja jäykällä työkalunpidolla pitävät reunat pidemmän käyttöiän ja vähemmän romutettuja osia kuin työntönopeus.

Hallitse työkalun kulumista järjestelmällisesti.Määritelty kylki{0}}kulumisraja ja ajoitettu vaihto estävät tärinää ja pintavaurioita, jotka seuraavat tylsää reunaa, ja estävät vaurioituneita pintoja seuraavan uudelleentyöstön.

Vältä turhaa jauhamista.Hionta kuluttaa kallista hioma-ainetta, voi upottaa kontaminaatiota ja on vaikea automatisoida. Jos koneistettu viimeistely vastaa toimintoa, määritä se.

Pidä titaani poissa rauta{0}}pohjaisista roskista.Erillinen säilytystila, erillinen puhallusaine, erilliset harjat ja viimeistelypenkit estävät saastumisen, joka aiheuttaa hylättyjä eriä ja kenttäkorroosiota.

Romu, palautus ja varastonhallinta

Titaaniromu säilyttää arvon vain, kun se on tunnistettu ja puhdas. Sekalaadut, teräslastuilla tai hiomapölyllä saastuttamat lastut ja tunnistamattomat jätteet lasketaan bulkkiromun hintoihin, joten pelkkä laatu-merkitty jäteastia, erotettu jäähdytysnesteen talteenotto ja dokumentoitu leikkausjälkitunnistaminen suojaavat huomattavan kustannusvirran. Palautusmateriaali, joka on puhdas, yksi-laatuinen ja dokumentoitu, voidaan palauttaa sulatusreitille, ja monet toimittajat ostavat sen takaisin tai hyvittävät sen uusia tilauksia vastaan.

Varastolla on toinen, hiljaisempi hinta. Koska titaanin arvo kilogrammaa kohden on korkea, hitaasti liikkuvat{1}}varastot sitovat pääomaa ja lisäävät altistumista hapettumiselle ja kontaminaatiolle varastoinnin aikana. Kahden tai kolmen lajin standardointi, varastossa olevien kokojen määrän pitäminen pienenä ja toimittajan-hallinnan neuvotteleminen vakioputkien ja levyjen kokoa varten vähentävät sekä säilytyskustannuksia että vanhenemista.

Uudelleentyöstön piilokustannusten estäminen

Titaanin valmistusohjelman kalleimmat tapahtumat eivät näy tarjouksessa. Osaan jäänyt alfakotelo, lopputarkastuksessa löydetty rautapitoinen kontaminaatio, virheellinen hehkutus tai ilman sisäänpääsyn vuoksi värjäytynyt hitsi voivat kukin romuttaa kokonaisen erän sen jälkeen, kun suurin osa arvosta on lisätty. Vastatoimena on pikemminkin prosessin ohjaus kuin tarkastus: valvottu-ilmakehän lämpökäsittely kirjatuilla jaksoilla, peittauskylvyn kemian seuranta, ensimmäisten esineiden kovuus ja metallografiset tarkastukset sekä dokumentoidut hitsaustoimenpiteet pätevien käyttäjien kanssa. Prosessin tarkistaminen kerran on paljon halvempaa kuin valmiiden osien lajittelu.

FAQ

K: Kumpi on halvempi korroosionkestävälle -kemialliselle linjalle, titaani vai korkeampi seostettu ruostumaton teräs?
Se riippuu tullista, ei pelkästään metallin hinnasta. Titaani on usein perusteltua, kun kloridipiste- ja jännityskorroosiohalkeilu pakottaisi erittäin voimakkaasti seostetun ruostumattoman laadun, koska titaaniosa voi olla ohuempi ja kestää pidempään. Rehellisen vastauksen saa vertaamalla asennettuja kustannuksia huoltovuosia, ei kiloa kohti.

K: Maksaako hitsattu putki vähemmän kuin saumaton putki?
Saman kokoiselle ja samalle seinälle ASTM B338:n mukaan valmistettu hitsattu putki on normaalisti halvempi metriltä, ​​koska se alkaa nauhasta ja välttää suulakepuristus- ja pilgerointisekvenssin. Säästö on mahdollista vain, jos ohjesäännöt ja palvelu sallivat hitsaussauman, joka on suunnittelukysymys eikä ostokysymys.

K: Voiko titaania lämpökäsitellä tavallisessa ilmauunissa?
Vain sen lämpötilan alapuolella, jossa hapen kerääntyminen-on merkittävä, eli noin 600 astetta. Tämän yläpuolella ilmauuni luo alfakotelon, joka on poistettava, joten tyhjiö- tai inertti-atmosfääriuunit ovat yleensä kaiken kaikkiaan halvempia hehkutukseen.

K: Miksi titaanin työstö on kalliimpaa kuin ruostumattoman teräksen koneistus?
Lämmön ja reunakäyttäytymisen takia. Alhainen lämmönjohtavuus keskittää lämmön leikkuureunaan, alhainen moduuli aiheuttaa taipumista ja tärinää, ja materiaali sappi{1}}kovettuu. Tuloksena on pienemmät leikkausnopeudet, lyhyempi työkalun käyttöikä ja huolellisempi kiinnitys kuin ruostumaton teräs vaatii.

K: Miten osto-{0}}-/--suhdetta voidaan parantaa?
Siirtämällä syöttömuotoa lähemmäksi valmiita kappaleita: lähellä-verkkotakeita, ekstruusiota, sijoitusvalua, jos koodi sallii, tai lisäainevalmistus, jota seuraa viimeistelytyöstö. Sitten laittamalla osat sisäkkäin vakiokokoisina levyinä ja palauttamalla puhtaat leikkeet sulatusvirtaan.

K: Onko titaaniromu talteenoton arvoinen?
Kyllä, kun se on yksitasoinen-, puhdas ja dokumentoitu. Likaantunut tai sekoitettu romu on alennettu voimakkaasti, joten käytännöllinen vaihe on erottelu koneessa merkitsemällä säiliöt ja lastut, jotka pidetään puhtaina teräksestä ja hankaavasta pölystä.