Caratteristiche del processo di estrusione calda per leghe di titanio e titanio

Il processo di estrusione calda per billette in lega di titanio e titanio è caratterizzato da bassa conducibilità termica. Durante l'estrusione calda, ciò può causare una differenza di temperatura significativa tra lo strato superficiale e lo strato interno della billetta. Quando la temperatura della canna di estrusione è di 400 ° C, la differenza di temperatura può raggiungere 200-250 ° C. Sotto l'influenza combinata del rafforzamento dell'assorbimento del gas e una grande differenza di temperatura attraverso la sezione billetta, il metallo sulla superficie e al centro della billetta presenta proprietà di resistenza e plasticità molto diverse. Ciò si traduce in una deformazione molto irregolare durante l'estrusione, generando grandi sollecitazioni di trazione aggiuntive nello strato superficiale, che possono portare a fessure e fessure sulla superficie dei prodotti estrusi. Il processo di estrusione calda per i prodotti in lega di titanio e titanio è più complesso di quello per le leghe di alluminio, leghe di rame e persino acciaio, a causa delle proprietà fisiche e chimiche uniche del titanio e delle sue leghe.

I principali fattori che influenzano il flusso metallico durante l'estrusione:

1. Metodo di estrusione :

   • L'estrusione inversa provoca un flusso di metallo più uniforme rispetto all'estrusione in avanti.
   • L'estrusione a freddo porta a un flusso di metallo più uniforme rispetto all'estrusione calda.
   • L'estrusione lubrificata provoca un flusso di metallo più uniforme rispetto all'estrusione non lubrificata.
   • L'impatto dei metodi di estrusione è realizzato alterando le condizioni di attrito.

2. Temperatura di estrusione :

   • Temperature di estrusione più elevate riducono la resistenza alla deformazione delle billette ma aumentano il flusso di metallo non uniforme.
   • Se la temperatura di riscaldamento della canna e della matrice di estrusione è troppo bassa durante l'estrusione, aumenta la differenza di temperatura del metallo tra gli strati esterni e centrali, portando a un flusso metallico più irregolare.
   • I metalli con una migliore conduttività termica presentano una distribuzione di temperatura più uniforme attraverso la faccia dell'estremità della billetta.

3. Forza metallica :

   • In condizioni simili, una maggiore resistenza al metallo provoca un flusso metallico più uniforme.

4. Die Angle :

   • Un angolo di data più grande (cioè, l'angolo tra la faccia da daina e l'asse centrale) provoca un flusso di metallo meno uniforme.
   • Quando si utilizzano folli a più fori per l'estrusione, la disposizione ragionevole del foro può portare a un flusso di metallo più uniforme.

5. Grado di deformazione :

   • Sia gradi eccessivi che insufficienti di deformazione provocano un flusso di metallo irregolare.

6. Velocità di estrusione :

   • L'aumento della velocità di estrusione aggrava la non uniformità del flusso metallico.

Cinetica del flusso metallico nelle leghe industriali di titanio

Gli studi hanno dimostrato che il comportamento di flusso dei metalli varia significativamente nell'intervallo di temperatura corrispondente a diversi stati di fase di varie leghe. Pertanto, uno dei fattori principali che influenzano le caratteristiche del flusso di estrusione delle leghe di titanio e titanio è la temperatura di riscaldamento delle billette che determina lo stato della fase metallica.

L'estrusione a temperature nelle regioni di fase α o α+β provoca un flusso di metallo più uniforme rispetto all'estrusione a temperature nella regione della fase β. Raggiungere un'alta qualità della superficie nei prodotti estrusi è particolarmente impegnativo. Ad oggi, il processo di estrusione per le leghe di titanio deve utilizzare i lubrificanti. Ciò è principalmente dovuto al fatto che, a temperature di 980 ° C e 1030 ° C, il titanio può formare eutettica con materiali da dapi in lega a base di ferro o a base di nichel, portando a gravi usura della matrice.

Quando vengono utilizzati lubrificanti di grafite, si possono formare graffi longitudinali profondi sulla superficie del prodotto a causa dell'adesione del titanio alle parti di lavoro del dado. Quando i lubrificanti di vetro vengono utilizzati per l'estrusione, può apparire un nuovo tipo di difetto chiamato "buccia d'arancia", caratterizzato da crepe nello strato superficiale del prodotto. La ricerca indica che la comparsa di "buccia d'arancia" è dovuta alla bassa conduttività termica delle leghe di titanio e titanio, che fa raffreddare rapidamente lo strato superficiale della billetta e la sua plasticità diminuisce bruscamente.