שלב 1: השג RאהMאטריאלים
כדי להפוך צינור טיטניום לריק, הצעד הראשון הוא חומרי גלם מתאימים. טיטניום בקרום כדור הארץ קיים בעיקר בצורת טיטניום דו חמצני במינרלים כמו רוטיל ואילמניט. באמצעות סדרה של תגובות כימיות מורכבות, בעיקר טיפול בעפרה עם כלור ופחמן, ולאחר מכן תגובה עם מגנזיום מתכתי, מתקבל לבסוף טיטניום טהור נקבובי ורופף כמו ספוג, הנקרא "טיטניום ספוג". שמו מאוד תיאורי כי המראה והמרקם שלו הם אכן כמו ספוג מתכת אפור. זהו הבסיס לכל העיבודים הבאים, והטוהר שלו קובע ישירות את איכות ריק הצינור הסופי. לאחר השגת הטיטניום הספוג, העובדים ישברו אותו לחתיכות קטנות עם מפרט מסוים כדי להתכונן לשלב הבא של ההתכה.
שלב 2: התכה&יְצִיקָהIלמטילים
לא ניתן לעבד טיטניום ספוג רופף ישירות לצינורות. יש להמיס אותו למטיל מתכת יחיד וצפוף. בשל תגובתיות קיצונית של טיטניום בטמפרטורות גבוהות, הוא מגיב בעוצמה עם חמצן, חנקן וגזים אחרים באוויר. לכן, תהליך ההיתוך חייב להתבצע בוואקום או תחת הגנה של גזים אינרטיים. השיטה התעשייתית הנפוצה ביותר היא "המסת קשת מתכלה בוואקום". במילים פשוטות, טיטניום ספוג ואלמנטים סגסוגים נחוצים (כגון אלומיניום ונדיום, המשמשים לייצור סגסוגת טיטניום TC4 הנפוצה) נדחסים לאלקטרודות. בכור נחושת גדול, שואב אבק, מקורר- במים, האלקטרודות פועלות כ"נרות", ומייצרות קשתות-טמפרטורות גבוהות על ידי חשמול עצמי- כדי להמיס את עצמן. לאחר מכן הטיטניום המותך נשמט לתוך כור היתוך מתחת כדי להתקרר ולהתמצק, ויוצר את מטיל הטיטניום הראשון. כדי להבטיח הרכב אחיד ולעמוד בתקני טוהר, תהליך זה חוזר על עצמו בדרך כלל פעמיים עד שלוש. מטיל הטיטניום הגלילי או המרובע הסופי המתקבל הוא "חומר האב" לייצור בילטים לצינור.
שלב 3: חישול& נוֹקֵב
עם מטיל טיטניום מוצק ביד, השלב הבא הוא להפוך אותו לריק של צינור חלול. למטיל הטיטניום, לאחר ההמסה, יש גרגרים גדולים ומבנה פנימי לא אחיד. קודם כל צריך לזייף. המטיל מחומם לטמפרטורה מתאימה (בדרך כלל בין 800 ל-1000 מעלות), ולאחר מכן נסער ונמשך שוב ושוב באמצעות מכבש הידראולי של עשרת-אלף-טון או פטיש פרזול. תהליך זה דומה ללישה של בצק, שיכולה לפרק את הגרגרים הגדולים, לעדן את המבנה המיקרו ולדחס כל פגמים פנימיים אפשריים, ולשפר משמעותית את התכונות המכניות של חומר הטיטניום. לאחר הזיוף, מתקבל סרגל קטן יותר בגודל- צפוף יותר. ואז מגיע השלב המכריע - פירסינג. השיטה הקלאסית ביותר היא "פירסינג חוצה גלגול", שבו מוט הטיטניום המחומם נשלח בין שני גלילים נגדיים- מסתובבים. לקווי המרכז של הגלילים והבר יש זווית. תחת פעולת החיכוך, המוט מסתובב ומתקדם בו זמנית, ובמרכזו הוא נתון ללחץ גזירה חזק, ובכך "נאלץ" לחורר דרכו חור ויוצר צינור חלול ראשוני.
שלב 4: גלגול מדויק& יַחַס
הצינורות הגסים המתקבלים מפירסינג עדיין גסים למדי, עם עובי דופן לא אחיד וממדים לא מדויקים. נדרש עיבוד נוסף. זה מושג בדרך כלל באמצעות תהליך "גלגול צינורות", כגון שימוש במפעל גלגול קר. במהלך תהליך זה, הצינור הגס מונח על גבי ציר קשיח ומועבר דרך רולר מסוג חור בעל צורה מיוחדת. כאשר מכבש הגלגול נע קדימה ואחורה, הצינור מגולגל בהדרגה, מפחית את עובי הדופן, מקטין את הקוטר ומחליק את פני השטח. דיוק הממדים השתפר משמעותית. באמצעות מעברים מרובים של גלגול קר וטיפול בחום ביניים (המכונה "חישול", שמטרתו לבטל את ההתקשות והמתח הנגרמים מעיבוד ולהחזיר את הפלסטיות של החומר), מתקבל לבסוף ריק של צינור טיטניום בעל מידות מדויקות וביצועים מעולים. לבסוף, מיישרים את ריק הצינור, חותכים את הקצוות, מנקים את המשטח (כגון שטיפת חומצה להסרת אבנית תחמוצת), ונערכות בדיקות לא-הרסניות כדי לוודא שאין פגמים פנימיים או משטחים. בדרך זו מיוצר ריק צינור טיטניום מוסמך, המשמש לייצור צינורות טיטניום מדויקים שונים הנדרשים בתחומי התעופה והחלל, הכימיקלים, הרפואיים ועוד.
