Caracteristicile procesului de extrudare la cald a materialului de titan și aliaj de titan

Principalii factori care afectează fluxul de metal în timpul extrudarii:

(1) Metoda de extrudare. Extrudarea inversă are un flux de metal mai uniform decât extrudarea înainte, extrudarea la rece are un flux de metal mai uniform decât extrudarea la cald, iar extrudarea lubrifiată are un flux de metal mai uniform decât extrudarea nelubrifiată. Influența metodei de extrudare se realizează prin modificarea condițiilor de frecare.

(2) Temperatura de extrudare. Curgerea neuniformă a metalului se intensifică atunci când temperatura de extrudare crește și rezistența la deformare a țaglei scade. În timpul procesului de extrudare, dacă temperatura de încălzire a cilindrului de extrudare și a matriței este prea scăzută, iar diferența de temperatură a metalului dintre stratul exterior și stratul central este mare, neuniformitatea fluxului de metal va crește. Cu cât conductivitatea termică a metalului este mai bună, cu atât este mai uniformă distribuția temperaturii pe fața de capăt a țaglei.

(3) Rezistența metalului. Când alte condiții sunt egale, cu cât rezistența metalului este mai mare, cu atât curgerea metalului este mai uniformă.

(4) Unghiul matriței. Cu cât unghiul matriței este mai mare (adică unghiul dintre fața de capăt a matriței și axa centrală), cu atât fluiditatea metalului este mai neuniformă. Când matrița cu mai multe găuri este utilizată pentru extrudare, găurile matriței sunt aranjate în mod rezonabil, iar fluxul de metal tinde să fie uniform.

(5) Gradul de deformare. Dacă gradul de deformare este prea mare sau prea mic, fluxul de metal va fi neuniform.

(6) Viteza de extrudare. Pe măsură ce viteza de extrudare crește, neomogenitatea fluxului de metal crește.

Studiul dinamicii curgerii metalelor din aliajele industriale de titan arată că comportamentul de curgere al metalelor este foarte diferit în regiunea de temperatură corespunzătoare diferitelor stări de fază ale fiecărui aliaj. Prin urmare, unul dintre principalii factori care afectează caracteristicile fluxului de extrudare ale titanului și aliajelor de titan este temperatura de încălzire a țaglelor care determină starea de tranziție a fazei metalului.

Curgerea metalului este mai uniformă atunci când este extrudat la temperatura regiunii fazei a sau a+P decât la temperatura regiunii fazei p. Este foarte dificil să se obțină o calitate înaltă a suprafeței pentru produsele extrudate. Până acum, procesul de extrudare a aliajelor de titan trebuia să folosească lubrifianți. Motivul principal este că titanul va forma un eutectic eutectic cu materiale de matriță pe bază de fier sau aliaje pe bază de nichel la temperaturi de 980 de grade și 1030 de grade, ceea ce va cauza uzura severă a matriței. Când se folosește lubrifiant cu grafit, pe suprafața produsului se pot forma linii de zgârieturi longitudinale adânci, care este consecința lipirii de titan și aliaje de titan de matriță. La extrudarea profilelor cu lubrifianți din sticlă poate rezulta un nou tip de defecte „murături”, adică fisuri în stratul de suprafață al produsului. Studiile au arătat că apariția „urmelor” se datorează conductivității termice scăzute a titanului și aliajelor de titan, ceea ce face ca stratul de suprafață al țaglei să se răcească violent și plasticitatea să scadă brusc.