Χαρακτηριστικά της διαδικασίας θερμής εξώθησης υλικού τιτανίου και κράματος τιτανίου

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή του μετάλλου κατά την εξώθηση:

(1) Μέθοδος εξώθησης. Η αντίστροφη εξώθηση έχει πιο ομοιόμορφη ροή μετάλλου από την εμπρόσθια εξώθηση, η ψυχρή εξώθηση έχει πιο ομοιόμορφη ροή μετάλλου από τη θερμή εξώθηση και η λιπασμένη εξώθηση έχει πιο ομοιόμορφη ροή μετάλλου από τη μη λιπασμένη εξώθηση. Η επίδραση της μεθόδου εξώθησης επιτυγχάνεται με την αλλαγή των συνθηκών τριβής.

(2) Θερμοκρασία εξώθησης. Η ανομοιόμορφη ροή του μετάλλου εντείνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία εξώθησης και μειώνεται η αντίσταση παραμόρφωσης του billet. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξώθησης, εάν η θερμοκρασία θέρμανσης του κυλίνδρου εξώθησης και του καλουπιού είναι πολύ χαμηλή και η διαφορά θερμοκρασίας μετάλλου μεταξύ του εξωτερικού στρώματος και του κεντρικού στρώματος είναι μεγάλη, η ανομοιομορφία της ροής μετάλλου θα αυξηθεί. Όσο καλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα του μετάλλου, τόσο πιο ομοιόμορφη είναι η κατανομή της θερμοκρασίας στην ακραία όψη του μπιγιέτα.

(3) Αντοχή μετάλλου. Όταν άλλες συνθήκες είναι ίσες, όσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή του μετάλλου, τόσο πιο ομοιόμορφη είναι η ροή του μετάλλου.

(4) Γωνία μήτρας. Όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία του καλουπιού (δηλαδή η γωνία μεταξύ της ακραίας όψης του καλουπιού και του κεντρικού άξονα), τόσο πιο ανομοιόμορφη είναι η ρευστότητα του μετάλλου. Όταν η μήτρα πολλαπλών οπών χρησιμοποιείται για εξώθηση, οι οπές της μήτρας είναι διατεταγμένες λογικά και η ροή του μετάλλου τείνει να είναι ομοιόμορφη.

(5) Βαθμός παραμόρφωσης. Εάν ο βαθμός παραμόρφωσης είναι πολύ μεγάλος ή πολύ μικρός, η ροή του μετάλλου θα είναι ανομοιόμορφη.

(6) Ταχύτητα εξώθησης. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα εξώθησης, αυξάνεται η ανομοιογένεια της ροής του μετάλλου.

Η μελέτη της δυναμικής ροής μετάλλων των βιομηχανικών κραμάτων τιτανίου δείχνει ότι η συμπεριφορά ροής των μετάλλων είναι πολύ διαφορετική στην περιοχή θερμοκρασίας που αντιστοιχεί στις διαφορετικές καταστάσεις φάσης κάθε κράματος. Ως εκ τούτου, ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά ροής εξώθησης του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου είναι η θερμοκρασία θέρμανσης του billet που καθορίζει τη μεταβατική κατάσταση μεταλλικής φάσης.

Η ροή μετάλλου είναι πιο ομοιόμορφη όταν εξωθείται στη θερμοκρασία της περιοχής φάσης a ή a+P παρά στη θερμοκρασία της περιοχής φάσης p. Είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί υψηλή ποιότητα επιφάνειας για προϊόντα εξέλασης. Μέχρι τώρα, η διαδικασία εξώθησης των κραμάτων τιτανίου έπρεπε να χρησιμοποιεί λιπαντικά. Ο κύριος λόγος είναι ότι το τιτάνιο θα σχηματίσει μια ευτηκτική ευτηκτική με υλικά καλουπιού με βάση το σίδηρο ή το κράμα με βάση το νικέλιο σε θερμοκρασίες 980 βαθμών και 1030 βαθμών, γεγονός που θα προκαλέσει σοβαρή φθορά του καλουπιού. Όταν χρησιμοποιείται λιπαντικό γραφίτη, μπορούν να σχηματιστούν βαθιές διαμήκεις γραμμές γρατσουνιάς στην επιφάνεια του προϊόντος, οι οποίες είναι συνέπεια της προσκόλλησης του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου στο καλούπι. Κατά την εξώθηση προφίλ με λιπαντικά γυαλιού, μπορεί να προκύψει νέος τύπος ελαττωματικών «τουρσιών», δηλαδή ρωγμές στο επιφανειακό στρώμα του προϊόντος. Μελέτες έδειξαν ότι η εμφάνιση των «σημαδιών» οφείλεται στη χαμηλή θερμική αγωγιμότητα του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου, η οποία προκαλεί βίαια ψύξη του επιφανειακού στρώματος του μπιγιέτα και απότομη μείωση της πλαστικότητας.