Eigenschaften des Hot Extrusion -Prozesses für Titan- und Titanlegierungen

Der heiße Extrusionsprozess für Titan- und Titanlegierungen ist durch niedrige thermische Leitfähigkeit gekennzeichnet. Während der heißen Extrusion kann dies einen signifikanten Temperaturunterschied zwischen der Oberflächenschicht und der inneren Schicht des Billetes verursachen. Wenn die Temperatur des Extrusionsfasss 400 ° C beträgt, kann die Temperaturdifferenz 200-250 ° C erreichen. Unter dem kombinierten Einfluss der Gasabsorptionsstärke und einer großen Temperaturdifferenz im gesamten Billet -Abschnitt weist das Metall auf der Oberfläche und in der Mitte des Billet sehr unterschiedliche Festigkeits- und Plastizitätseigenschaften auf. Dies führt zu einer stark ungleichmäßigen Verformung während der Extrusion und erzeugt große zusätzliche Zugspannungen in der Oberflächenschicht, was zu Rissen und Rissen auf der Oberfläche der extrudierten Produkte führen kann. Der heiße Extrusionsprozess für Titan- und Titanlegierprodukte ist aufgrund der einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Titan und seinen Legierungen komplexer als für Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen und sogar für Stahl.

Hauptfaktoren, die den Metallfluss während der Extrusion beeinflussen:

1. Extrusionsmethode :

   • Die Reverse -Extrusion führt zu einem gleichmäßigeren Metallfluss im Vergleich zur Vorwärts -Extrusion.
   • Die kalte Extrusion führt zu einem gleichmäßigeren Metallstrom als zu einer heißen Extrusion.
   • Die geschmierte Extrusion führt zu einem gleichmäßigeren Metallfluss im Vergleich zur nicht geschmierten Extrusion.
   • Der Einfluss von Extrusionsmethoden wird durch Veränderung der Reibungsbedingungen realisiert.

2. Extrusionstemperatur :

   • Höhere Extrusionstemperaturen reduzieren die Reformation des Billet-Verformung, erhöhen jedoch den ungleichmäßigen Metallfluss.
   • Wenn die Heiztemperatur des Extrusionslaufs und der Würfel während der Extrusion zu niedrig ist, nimmt die Metalltemperaturdifferenz zwischen den äußeren und zentralen Schichten zu, was zu einem ungleichmäßigeren Metallfluss führt.
   • Metalle mit einer besseren thermischen Leitfähigkeit weisen eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über das Billet -Ende auf.

3. Metallstärke :

   • Unter ähnlichen Bedingungen führt eine höhere Metallfestigkeit zu einem gleichmäßigeren Metallfluss.

4. Stabwinkel :

   • Ein größerer Stempelwinkel (dh der Winkel zwischen der Matrize und der zentralen Achse) führt zu einer geringeren gleichmäßigen Metallströmung.
   • Bei der Verwendung von Mehrloch-Stanze zur Extrusion kann eine vernünftige Anordnung des Lochs zu einem gleichmäßigeren Metallstrom führen.

5. Grad der Verformung :

   • Sowohl übermäßige als auch unzureichende Deformationsgrade führen zu einem ungleichmäßigen Metallfluss.

6. Extrusionsgeschwindigkeit :

   • Die Erhöhung der Extrusionsgeschwindigkeit verschärft die Ungleichmäßigkeit des Metallflusss.

Kinetik des Metallflusses in industriellen Titanlegierungen

Studien haben gezeigt, dass das Durchflussverhalten von Metallen im Temperaturbereich signifikant variiert, was verschiedenen Phasenzuständen verschiedener Legierungen entspricht. Einer der Hauptfaktoren, die die Extrusionsströmungseigenschaften von Titan- und Titanlegierungen beeinflussen, ist daher die Billet -Erwärmungstemperatur, die den Metallphasenzustand bestimmt.

Die Extrusion bei Temperaturen in den Regionen von α- oder α+β -Phasen führt zu einem gleichmäßigeren Metallfluss im Vergleich zur Extrusion bei Temperaturen in der β -Phasenregion. Es ist besonders schwierig, eine hohe Oberflächenqualität in extrudierten Produkten zu erreichen. Bisher muss der Extrusionsprozess für Titanlegierungen Schmiermittel verwenden. Dies liegt in erster Linie daran, dass Temperaturen bei Temperaturen von 980 ° C und 1030 ° C Titan mit Legierungsmaterialien auf Eisenbasis oder Nickelbasis bilden können, was zu schweren Würfelverschleiß führt.

Wenn Graphitschmiermittel verwendet werden, können sich tiefe Längskratzer aufgrund der Titan -Adhäsion an den funktionierenden Teilen des Würfels auf der Produktoberfläche bilden. Wenn Glasschmiermittel zur Extrusion verwendet werden, kann eine neue Art von Defekt genannt "Orange Peel" auftreten, die durch Risse in der Oberflächenschicht des Produkts gekennzeichnet ist. Untersuchungen zeigen, dass das Erscheinungsbild von "Orange Peel" auf die niedrige thermische Leitfähigkeit von Titan- und Titanlegierungen zurückzuführen ist, wodurch sich die Oberflächenschicht des Billets schnell abkühlt und ihre Plastizität stark abnimmt.