לפני הבנת תהליך הפרזול, יש צורך להבין תחילה את התכונות הייחודיות של סגסוגות טיטניום, הקובעות את הקושי והספציפיות של החישול שלהן.
1. חוזק ספציפי גבוה (יחס חוזק/צפיפות): החוזק של סגסוגות טיטניום קרוב לזה של פלדות מסוימות, אך הצפיפות שלהן היא רק 60% מזו של הפלדה, וזה היתרון החשוב ביותר שלהן.
2. ביצועים טובים בטמפרטורה-גבוהה: הוא עדיין יכול לשמור על חוזק גבוה ב-400-550 מעלות צלזיוס, בעוד החוזק של סגסוגת אלומיניום יקטן בחדות מעל 200 מעלות.
3. עמידות בפני קורוזיה חזקה: המשטח נוטה ליצור סרט תחמוצת צפוף ויציב, בעל עמידות בפני קורוזיה מצוינת לאטמוספירה, למי ים ולמדיות כימיות שונות.
4. פעילות כימית גבוהה: זהו אתגר הליבה של פרזול. בטמפרטורות גבוהות (במיוחד מעל 800 מעלות צלזיוס), טיטניום מגיב עם חמצן, חנקן ומימן באוויר.
ספיגת חמצן: היווצרות של עור תחמוצת קשה ושביר (Case) על פני השטח יכולה להפחית את חוזק העייפות והקשיחות של החלקים.
ספיגת מימן: עלולה לגרום להתפרקות מימן, מה שמוביל לירידה בגמישות החומר.
5. מוליכות תרמית ירודה: המוליכות התרמית של טיטניום היא בערך 1/5 של פלדה ו-1/15 של אלומיניום. זה מוביל להפרש טמפרטורה גדול בין החלק הפנימי והחיצוני של הבילט במהלך חימום חישול, אשר יוצר בקלות מתח תרמי; במהלך עיוות חישול, החום אינו מתפזר בקלות, וכתוצאה מכך התחממות יתר מקומית שעלולה להתרכז באזור העיוות ולעלות על טמפרטורת החישול המותרת.
6. עמידות גבוהה לדפורמציה וטווח פלסטיות צר: סגסוגות טיטניום בעלות חוזק גבוה בטמפרטורת החדר וקשה לעיוות. חישולו חייב להתבצע בטווח טמפרטורות מסוים. אם הטמפרטורה גבוהה מדי, זה יגרום לגרגרים גסים (שבריריות) או שריפת יתר. אם הטמפרטורה נמוכה מדי, זה יגרום לעלייה חדה בהתנגדות לדפורמציה ועלול להיסדק.
חישול סגסוגות טיטניום בדרך כלל עוקב אחר שלבי המפתח הבאים:
1. חיתוך חומר
בדרך כלל, מסור פס או מחרטה משמשים לחיתוך על מנת להבטיח שפני הקצה יהיו שטוחים, נקיים מכתמים וסדקים, על מנת למנוע התפשטות הסדקים במהלך החימום והחישול.
2. חימום
זהו תהליך ההכנה החשוב ביותר.
טמפרטורת חימום: נקבעת בקפדנות על פי דרגת הסגסוגת. בדרך כלל, הוא מחושל ב-20-50 מעלות צלזיוס מתחת לנקודת מעבר הפאזה (T ) (באזור +) או מעל T (באזור). טווח טמפרטורת החישול עבור סגסוגות נפוצות כגון TC4 (Ti-6Al-4V) הוא כ-900-950 מעלות צלזיוס.
3. ציוד חימום: יש להשתמש בתנורים חשמליים או בתנורים מוגנים בגז. תעדוף המלצה על תנורי אוויר מבוקרת או תנורי ואקום כדי למזער את זיהום הגז. אם נעשה שימוש בתנור התנגדות רגיל, יש לשמור על אווירה מחמצנת מעט בתוך התנור כדי למנוע אווירה מפחיתה (כדי למנוע הידרוגנציה).
4. זמן חימום: נקבע על פי גודל הבילט, תוך הבטחת טמפרטורה אחידה בתוך ומחוץ לבלט. בשל מוליכות תרמית ירודה, זמן החימום בדרך כלל ארוך יותר מזה של פלדה.
