Le tecniche di formatura plastica del materiale di titanio comprendono metodi di lavorazione a freddo e a caldo, che sono passaggi cruciali nella conversione dei lingotti di titanio in vari materiali lavorati come fogli, barre, tubi, fili, profili e forgiati. Questi metodi non solo modellano il titanio in forme-facili da usare, ma ne migliorano anche la microstruttura, aumentando le prestazioni generali.
La formatura plastica del materiale di titanio presenta caratteristiche distintive come elevata resistenza alla deformazione, scarsa duttilità a temperatura ambiente, elevato rapporto resa-/-resistenza alla trazione finale, significativo rimbalzo della deformazione e suscettibilità all'adesione allo stampo. Questi attributi rendono la formatura della plastica metallica del titanio relativamente impegnativa, spesso richiedendo l’utilizzo di tecniche di deformazione a caldo.
Tra i principali metodi di deformazione plastica dei materiali in titanio, la forgiatura occupa una posizione significativa. La forgiatura comporta l'induzione della deformazione plastica nelle billette o nei lingotti fusi sotto l'influenza di attrezzature e matrici per forgiatura per ottenere componenti forgiati con dimensioni geometriche, forme e qualità specifiche. Oltre a convertire i lingotti di titanio in prodotti semi-lavorati, la forgiatura viene utilizzata anche in modo indipendente nella produzione di barre, pezzi fucinati e pezzi fucinati a stampo.
Sulla base di diversi processi, la forgiatura può essere classificata in forgiatura convenzionale, forgiatura di precisione e forgiatura isotermica. Supporti di laminazione come un altro metodo di formatura plastica comunemente usato per i materiali in titanio. Utilizza la pressione dei rulli rotanti per indurre una deformazione plastica continua nei materiali metallici, ottenendo le forme trasversali desiderate e alterandone le proprietà. I processi di laminazione sono comunemente impiegati nella produzione di fogli, barre, tubi e profili in titanio e leghe di titanio.
L'estrusione prevede il posizionamento di una billetta all'interno di un cilindro di estrusione, applicando pressione per forzare il materiale metallico a fuoriuscire dall'orifizio della matrice, formando pezzi con aree di sezione trasversale identiche-. A seconda della direzione del flusso del metallo, l'estrusione può essere classificata come estrusione in avanti ed estrusione all'indietro.
Il disegno applica una forza di trazione ai materiali metallici, forzandoli attraverso gli orifizi dello stampo per ottenere le forme e le dimensioni della sezione desiderate. I processi di trafilatura sono comunemente utilizzati nella produzione di barre, tubi e fili, suddivisi nelle categorie trafilatura solida e trafilatura cava.
Oltre ai suddetti metodi di formatura della plastica, la saldatura delle leghe di titanio rappresenta una tecnologia di lavorazione critica. I metodi di saldatura includono la saldatura per fusione, la brasatura, l'incollaggio-allo stato solido e l'incollaggio meccanico, di cui la saldatura per fusione è quella più ampiamente utilizzata. La saldatura per fusione si suddivide ulteriormente in saldatura ad arco, saldatura a fascio di elettroni e saldatura a resistenza, con la saldatura ad arco di tungsteno a gas (GTAW), comunemente nota come saldatura TIG, che è una tecnica di saldatura prevalente.
In conclusione, le tecniche di formatura plastica del materiale in titanio comprendono vari metodi e processi, ciascuno con applicazioni e vantaggi unici. Selezionando e applicando con giudizio queste tecnologie, è possibile produrre in modo efficiente diverse forme e specifiche di prodotti in titanio per soddisfare le esigenze di vari settori.
