Характеристики процесса горячей экструзии для титановых и титановых сплавов

Процесс горячей экструзии для заготовки титанового и титанового сплава характеризуется низкой теплопроводностью. Во время горячей экструзии это может вызвать значительную разницу температуры между поверхностным слоем и внутренним слоем заготовки. Когда температура экструзионного ствола составляет 400 ° C, разность температуры может достигать 200-250 ° C. Под комбинированным влиянием укрепления поглощения газа и большой разницы температуры на участке заготовки металл на поверхности и в центре заготовки обладает очень разными свойствами прочности и пластичности. Это приводит к очень неровной деформации во время экструзии, генерируя большие дополнительные растягивающие напряжения в поверхностном слое, что может привести к трещинам и трещинах на поверхности экструдированных продуктов. Процесс горячей экструзии для титановых и титановых сплавных продуктов более сложный, чем для алюминиевых сплавов, медных сплавов и даже стали, благодаря уникальным физическим и химическим свойствам титана и его сплава.

Основные факторы, влияющие на поток металла во время экструзии:

1. Метод экструзии :

   • Обратная экструзия приводит к более однородному потоку металла по сравнению с прямой экструзией.
   • Холодная экструзия приводит к большему однородному металлическому потоку, чем горячая экструзия.
   • Смазанная экструзия приводит к более однородному потоку металлов по сравнению с не смазанной экструзией.
   • Влияние методов экструзии реализуется путем изменения условий трения.

2. Температура экструзии :

   • Более высокие температуры экструзии снижают устойчивость к деформации заготовки, но увеличивают неодномерный поток металлов.
   • Если температура нагрева экструзионной ствола и матрица слишком низкая во время экструзии, разность температуры металла между внешними и центральными слоями увеличивается, что приводит к более неровному потоку металла.
   • Металлы с лучшей теплопроводностью демонстрируют более равномерное распределение температуры по всей поверхности заготовки.

3. Прочность на металле :

   • В аналогичных условиях более высокая прочность металла приводит к более однородному потоку металла.

4. Угол умирания :

   • Больший угол умирания (то есть угол между лицевой поверхностью и центральной осью) приводит к менее однородному металлическому потоку.
   • При использовании многоуровневых умираний для экструзии разумное расположение отверстий может привести к более однородному металлическому потоку.

5. Степень деформации :

   • Как чрезмерная, так и недостаточная степень деформации приводят к неровному потоку металла.

6. Скорость экструзии :

   • Увеличение скорости экструзии усугубляет неоднородность металлического потока.

Кинетика металлического потока в промышленных титановых сплавах

Исследования показали, что поведение потока металлов значительно варьируется в пределах температурного диапазона, соответствующего различным фазовым состояниям различных сплавов. Следовательно, одним из основных факторов, влияющих на характеристики экструзионного потока титановых и титановых сплавов, является температура нагрева заготовки, которая определяет состояние металлической фазы.

Экструзия при температурах в области α или α+β -фазы приводит к более однородному потоку металлов по сравнению с экструзией при температурах в области β -фазы. Достижение высокого качества поверхности в экструдированных продуктах особенно сложно. На сегодняшний день процесс экструзии для титановых сплавов должен использовать смазочные материалы. Это в первую очередь потому, что при температуре 980 ° C и 1030 ° C титан может образовывать эвтектику с материалами на основе железа или на основе сплавов на основе никеля, что приводит к сильному износу.

Когда используются графитовые смазки, на поверхности продукта могут образовываться глубокие продольные царапины из -за адгезии титана до рабочих частей матрицы. Когда стеклянные смазочные материалы используются для экструзии, может появляться новый тип дефекта, называемый «оранжевой пилинг», характеризующийся трещинами в поверхностном слое продукта. Исследования показывают, что появление «апельсиновой кожуры» обусловлено низкой теплопроводностью титановых и титановых сплавов, что приводит к резкому охлаждению поверхностного слоя заготовки и его пластичности.