Care sunt factorii cheie care afectează fluxul de metal în extrudarea materialului de titan?

Turnarea prin extrudare este o metodă importantă pentru prelucrarea plastică a materialelor din titan. Starea de curgere a metalului este factorii de bază ai calității produselor extrudate; uniformitatea sa afectează direct proprietățile mecanice, precizia dimensională și calitatea suprafeței produselor. Curgerea neuniformă poate cauza defecte, cum ar fi cavități de contracție, fisuri și segregare compozițională.

 

 

Structura cristalului, compoziția chimică și proprietățile termofizice alemateriale de titansunt factori inerenți. În timpul extrudarii, acești factori determină comportamentul curgerii metalului și influențează direct capacitatea de deformare plastică și rezistența la curgere.

 

1. Structura cristalină și caracteristicile transformării de fază

• Transformarea de fază a titanului pur: la temperatura camerei, este -Ti cu plasticitate slabă la temperatură-scăzută și curgere neuniformă; peste 882 de grade , se transformă în -Ti cu plasticitate îmbunătățită și flux mai uniform.

 

• Influența elementelor de aliere: -elementele de stabilizare precum Al și Sn măresc temperatura de transformare de fază; -elementele de stabilizare (Mo și V ) scad temperatura de transformare de fază. Este necesar un control precis al temperaturii în funcție de compoziție pentru a se potrivi cu debitul optim

2. Compoziția chimică și conținutul de impurități

• Influența componentelor principale: modificați rezistența la-deformare la temperatură ridicată și plasticitatea; abaterile în compoziție de la intervalul de proiectare duc cu ușurință la debit neuniform.

 

• Influența impurităților: O, N și C cresc rezistența și reduc plasticitatea. o cantitate mică de Fe este benefică pentru plasticitate, dar Fe excesiv formează faze fragile care împiedică curgerea. Aveți nevoie de un control strict al impurităților.

3. Proprietăţi termofizice

• Conductivitate termică scăzută: Căldura de deformare este greu de disipat, predispusă la temperaturi locale ridicate, rezultând centre moi cu curgere rapidă și margini dure cu curgere lentă, formând o diferență de viteză a curgerii.

 

• Coeficient de dilatare liniar mic: contracția/expansiunea de volum redus, dar controlul necorespunzător al temperaturii va genera stres termic, schimbând direcția fluxului și afectând precizia dimensională.

 

 

1. Temperatura de extrudare

Miezul este de a ajusta structura de fază a materialului controlând intervalul de temperatură, echilibrând plasticitatea și performanța.

• Temperatură scăzută (sub punctul de transformare a fazei): plasticitate slabă, fisurare ușoară și curgere neuniformă a metalului, care trebuie evitată pe cât posibil.

 

• Temperatura medie (aproape de punctul de transformare a fazei): + regiune cu dublă-fază, care necesită un control precis al temperaturii; în caz contrar, este probabil să apară stres intern.

 

• Temperatură ridicată (peste punctul de transformare a fazei): plasticitate bună și curgere uniformă, dar o temperatură excesiv de ridicată va determina creșterea boabelor și rezistența redusă.

 

• Exemplu: aliajul Ti-6Al-4V este utilizat în mod obișnuit la 920-980 de grade (+ regiune de fază) pentru a echilibra plasticitatea și stabilitatea cerealelor.

2. Viteza de extrudare

Reglați stabilitatea curgerii controlând timpul de deformare și căldura.

• Viteză mică: flux uniform și calitate bună a suprafeței, dar eficiență scăzută a producției și aderență ușoară a mucegaiului.

 

• Viteză mare: creștere locală rapidă a temperaturii și debit accelerat, dar predispus la „curgere în avans”, ceea ce duce la abateri dimensionale sau fisuri.

 

• Punct cheie: Materialele din titan au conductivitate termică scăzută, așa că este necesar un control strict al vitezei. Viteza comună pentru titanul pur este de 5-15mm/s, iar pentru aliajul Ti-6Al-4V este de 3-10mm/s; depășirea de 20 mm/s este ușor de defectat.

3. Raportul de extrudare

Reflectă gradul de deformare a materialului, afectând uniformitatea și densitatea curgerii.

• Raport mic de extrudare (<10): Small deformation, flow concentrated in the center, and easy "subsurface porosity" at the edges.

 

• Large extrusion ratio (>10): Deformare suficientă, curgere uniformă și densitate mare, dar rezistență mare la deformare și uzură ușoară a mucegaiului.

 

• Exemplu: 8-15 pentru profile cu pereți subțiri și 15-25 pentru tije solide din titan, adaptându-se la diferite cerințe ale produsului.

4. Condiții de lubrifiere

Funcția de bază: reduce frecarea dintre matriță și material, facilitează fluxul uniform de metal și reduce uzura matriței și consumul de energie.

• Cerință cheie: temperatura de extrudare a materialului de titan este ridicată, iar lubrifianții convenționali sunt ușor de defectat; trebuie utilizați lubrifianți-rezistenți la temperaturi ridicate.

 

• Soluția preferată: Lubrifianții din sticlă pot forma o peliculă de izolare, reducând coeficientul de frecare de la 0,3-0,5 la 0,1-0,2 și oferă, de asemenea, izolație termică și reducerea daunelor.

 

• Avertisment de risc: lubrifierea insuficientă sau defectarea materialului va duce la „zone de curgere stagnante”, cauzând zgârieturi la suprafața produsului și fisuri interne.

 

Grupul nostru Ruihang selectează cu strictețe materiile prime pentru topirea și rafinarea lingourilor de titan, furnizând bare, plăci și alte produse din titan de înaltă calitate-după prelucrarea plasticului materialelor din titan. Pentru mai multe detalii, vă rugăm să ne contactați prin e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com