Nowa technologia formowania tytanu

Nowa technologia formowania tytanu

Od początku prac nad tytanem obrobiono go jedynie około 205 030 ton. Metal ten, a raczej jego stopy używane są głównie w lotnictwie. Aby to zmienić, niemiecki zespół prowadzony przez Andre Alberta z Instytutu Fraunhofer we współpracy z firmą Thin Films opracowali nową metodę hydroformowania tytanu w wysokich temperaturach. Dzięki temu tytan stanie się o wiele przystępniejszy.

Materiał ten jest niezwykle wytrzymały, a przy tym lekki i nie wykazuje cech magnetycznych. Jego odporność na korozję dopełnia gamę jego zalet. Warto wspomnieć jednak, że nie jest wcale rzadkim metalem. Plasuje się on na 9. miejscu wśród najbardziej powszechnych pierwiastków na Ziemi. Oprócz wspomnianego lotnictwa, wykorzystuje się go w produkcji implantów medycznych, narzędzi chirurgicznych, elementów wykorzystywanych w marynarce, ale także do produkcji codziennych przedmiotów, takich jak, np. oprawki do okularów.

Problemem jest to, że tytan jest trudny do wytworzenia. Topi się w temperaturze 1668°C, co jest korzystne dla samolotów poruszających się z prędkością większą niż dźwięk. Jednak już przy 1200°C, metal zaczyna płonąć – nawet gdy otacza go środowisko bogate wyłącznie w azot.

Co gorsza, będąc gorący wykazuje dużą adhezję. Według Andre Alberta „tytan przywiera do obrabiających go narzędzi. Prowadzi to do ich poważnych uszkodzeń. Podczas formowania w temperaturze 800°C, efekt ten jest jeszcze większy."

W związku z tym, tytan obrabia się w niskich temperaturach a potem podgrzewa, by usunąć wady materiałowe. Wytwarzając tytan w temperaturze pokojowej, zniekształca się strukturę, którą trzeba poddać rekrystalizacji. Inaczej materiał byłby bardzo kruchy.

Rozwiązaniem problemu wydaje się być pomysł badaczy pod przewodnictwem Alberta. Proponuje on hydroformowanie przy użyciu form ze stopów niklowych, które bez utleniania pozostają stabilne nawet w temperaturze 800°C. Materiał pokryty jest specjalną folią, nie pozwalającą na przywieranie tytanu do narzędzia.

Ponieważ tytan jest palny, proces musi być wykonany w atmosferze z gazu obojętnego. Dzięki takiemu rozwiązaniu proces może być jednoetapowy, eliminuje problemy z pękaniem materiału, a co za tym idzie zmniejsza czas wytwarzania i jego koszty.

(rr)