Los métodos de producción de palanquillas de tubos sin costura de aleación de titanio incluyen principalmente perforación y extrusión y perforación por laminado oblicuo. El método de perforación y extrusión generalmente implica extruir directamente lingotes de titanio calentados hasta darles forma de copa hueca en un cilindro de extrusión mediante lubricación. La perforación por laminación oblicua utiliza rodillos y placas guía fijas para pasar rápidamente barras de aleación de titanio a través de un mandril fijo para obtener barras de tubo sin costura. El método de perforación y extrusión tiene una mayor flexibilidad en la producción de tochos para tubos, puede producir tochos para tubos de diversas especificaciones y, debido a la gran deformación durante la extrusión, puede romper los granos para lograr un fortalecimiento del grano fino. Además, este método tiene tensión en tres-direcciones durante la extrusión, lo que permite la producción de palanquillas para tubos a partir de metales con poca plasticidad. Sin embargo, el método de perforación y extrusión tiene un alto consumo de metal en la producción de palanquillas para tubos, provoca un desgaste significativo en los moldes utilizados y el equipo es complejo con altos costos de inversión. Además, la calidad superficial de los productos es difícil de garantizar. El método de perforación y extrusión se puede dividir a su vez en extrusión hacia adelante y extrusión hacia atrás. La extrusión hacia atrás se utiliza a menudo para tubos de gran-diámetro y alta-deformación-. K. Srinivasan y col. Verificó la viabilidad de utilizar matrices abiertas para extruir tubos comerciales de titanio puro. Los resultados mostraron que la extrusión hacia atrás con matriz abierta requiere menos fuerza que la extrusión hacia adelante, y la calidad de la superficie de los tubos de titanio producidos por la extrusión hacia atrás con matriz abierta es mayor, con menos consumo de lubricante. Sin embargo, sólo es adecuado para fabricar racores para tubos más cortos. La perforación por laminación oblicua tiene menos desgaste del metal y del molde durante la producción de palanquillas de tubo y tiene menores requisitos para las condiciones de lubricación al tiempo que garantiza la calidad de la superficie del producto. Los equipos utilizados también son más sencillos y tienen menores costes de inversión. El coste de producción de este método es aproximadamente el 50-70 % del coste de perforación y extrusión. La perforación por laminación oblicua también tiene desventajas obvias, como la producción de tochos de tubo relativamente monótonos con poca flexibilidad y baja deformación, y no es adecuado para tochos de tubo de paredes delgadas.
El laminado es un proceso esencial para dar forma a los tubos sin costura de aleación de titanio. Según las diferentes condiciones de laminación, se puede dividir en laminación en caliente y laminación en frío. La laminación en caliente es el proceso de laminar palanquillas de tubos a una temperatura determinada, generalmente inferior a la temperatura de recristalización. La laminación en frío es el proceso de laminar palanquillas de tubos a temperatura ambiente. Generalmente, el laminado en caliente provoca un mayor desgaste en la matriz y los rodillos del laminador y tiene un control menos preciso sobre la exactitud dimensional en comparación con el laminado en frío. Por lo tanto, el laminado en frío es una opción más adecuada para la producción de tubos sin costura de aleación de titanio. Según los diferentes laminadores utilizados en el laminado en frío, se puede dividir en laminación en frío de dos-rodillos y laminación en frío de tres-rodillos. La sección transversal-de la ranura de un laminador de dos-rodillos cambia gradualmente y, durante el proceso de laminación, el mandril y el tocho tubular giran y se alimentan de forma intermitente. El laminado en frío con dos-rodillos puede lograr una gran reducción del diámetro, tiene una alta eficiencia de producción, pero el equipo es complejo, los rodillos son difíciles de reemplazar y el acabado de la superficie y la precisión dimensional de los tubos laminados no son buenos. Un molino de tres-rollos tiene tres rodillos distribuidos a 120 grados alrededor del tocho del tubo, y las secciones transversales-de las ranuras de los tres rodillos son todas iguales, formando un tipo de orificio circular. Durante el proceso de laminado, el balancín del cigüeñal y el sistema de varilla impulsan la corredera y el marco del rodillo para realizar un movimiento lineal alternativo. El equipo de laminación en frío de tres- rodillos es relativamente simple, el reemplazo de herramientas es conveniente y la deformación es uniforme. La calidad de la superficie de los tubos laminados es buena, pero la deformación durante el laminado es pequeña y la eficiencia de producción es baja.
Los parámetros del proceso de laminación tienen un impacto significativo en el rendimiento y la calidad de los tubos. Los parámetros del proceso de laminación de tubos incluyen la cantidad de deformación, las pasadas de laminación, la cantidad de alimentación y la velocidad de laminación. (1) Cantidad de deformación: La cantidad de deformación influye en la fuerza de laminación requerida para laminar los tubos, la calidad de la superficie de los tubos laminados, el efecto del calor de deformación y la microestructura y propiedades de los tubos después del laminado. Qi Yunlian et al. Estudió la influencia de la deformación por laminación en frío en la microestructura y las propiedades de los tubos de aleación de titanio Ti-1300 y descubrió que cuando la deformación por laminación en frío aumentaba del 20% al 30%, mejoraban tanto la resistencia a la tracción como la plasticidad. La resistencia aumentó de 1207,5 MPa a 1223,5 MPa y el alargamiento aumentó de 12,75% a 13,25%. (2) Velocidad de alimentación La velocidad de alimentación no sólo afecta la eficiencia de producción de los tubos laminados sino que también influye en la calidad de la superficie de los productos. Si la tasa de alimentación es demasiado pequeña, la tasa de producción será baja. Si es demasiado grande, los tubos pueden tener defectos como rebabas, elipticidad y espesor de pared desigual, que afectan gravemente la calidad de los tubos. (3) Pases de laminación En el proceso de laminación, normalmente no es posible laminar los tubos según las especificaciones requeridas en una sola pasada. Se necesitan varias pasadas para obtener los productos deseados. Aunque aumentar el número de pasadas de laminación puede reducir la deformación requerida en cada pasada y dar como resultado tubos con un espesor de pared más uniforme, demasiadas pasadas aumentarán los costos de producción y las inclusiones generadas durante el proceso de laminación pueden dañar la calidad de la superficie de los tubos en múltiples pasadas.