Анализа екструзије титанијума: кључни фактори који утичу на проток метала

Врућа екструзија игра кључну улогу утитанијумски материјалобрада. Међутим, јединствена физичко-хемијска својства титанијума и легура титанијума чине овај процес далеко сложенијим од оног код легура алуминијума, легура бакра или чак челика. Уједначеност тока метала директно утиче на квалитет екструдираних производа. Данас ћемо ући у кључне факторе који утичу на проток метала током екструзије титанијумског материјала.

 

 

Изазови који произилазе из инхерентних карактеристика титанијума

 

Титанијумске шипке и гредице од легуре титанијума имају ниску топлотну проводљивост, карактеристику која представља значајне изазове током врућег екструзије. Када температура бачве за екструзију достигне 400 степени Целзијуса, температурна разлика између површинских и унутрашњих слојева гредице може да достигне 200-250 степени Целзијуса. Заједно са ефектом јачања упијања гаса, метал на површини и у центру гредице показује значајне разлике у чврстоћи и пластичности, што резултира изузетно неуједначеном деформацијом током екструзије. Ово доводи до значајног додатног затезног напрезања на површинском слоју, што је основни узрок пукотина и пукотина на површини екструдираних производа.

 

Штавише, материјал од титанијума, на 980 степени и 1030 степени, формира топљиву еутектику са материјалима калупа на бази гвожђа -или никла-, што узрокује озбиљно хабање калупа. Због тога су тренутно потребна мазива за екструзију шипки од легура титанијума.

 

Основни фактори који утичу на проток метала

 

Ектрусион Метход

Различите методе екструзије значајно утичу на уједначеност тока метала:

Реверзно истискивање је супериорније од екструзије унапред јер мења правац и степен трења између метала и цилиндра за екструзију, смањујући отпор трења према протоку метала и омогућавајући глаткији проток.

Хладна екструзија резултира уједначенијим протоком метала од вруће екструзије. Током хладног екструдирања, метал је у хладном стању, са високом отпорношћу на деформацију, али стабилном унутрашњом структуром зрна, што доводи до релативно уједначене деформације на различитим деловима. Током вруће екструзије, метал је на високој температури, што смањује отпорност на деформацију, али неравномерна дистрибуција температуре може лако довести до неуједначеног протока.

 

Подмазана екструзија је боља од неподмазане екструзије. Мазиво формира филм за подмазивање између метала и калупа, смањујући трење и отпор, што резултира равномернијим протоком метала. Стога, метода екструзије првенствено утиче на проток метала мењајући услове трења.

 

Брзина екструзије

Повећање брзине екструзије погоршава неравномерност тока метала. То је зато што превелика брзина спречава метал да се потпуно деформише и координира свој ток, што доводи до неравномерне унутрашње расподеле напрезања. На пример, током екструзије великом-брзином, метал близу унутрашњег зида цилиндра за екструзију тече споро због великог трења, док метал у центру тече брзо, стварајући значајну разлику.

 

Температура екструзије

Као кључни фактор, повећана температура екструзије смањује отпорност гредице на деформацију, али погоршава неуједначен проток метала. Ако се цилиндар за екструзију и матрица загреју прениско, температурна разлика између спољашњег и унутрашњег слоја се повећава, што додатно погоршава неуједначен проток. Пошто се пластичност и чврстоћа метала разликују на различитим температурама, области са високо-температуром показују бољу пластичност и бржи проток, док области са ниским{3}}областима показују супротно. Штавише, што је боља топлотна проводљивост метала, то је равномернија расподела температуре на чеоној страни гредице, што резултира равномернијим протоком метала.

 

Метал Стренгтх

Под истим условима, већа чврстоћа метала доводи до равномернијег протока. Метали високе{1}}врсте имају јаку унутрашњу везу зрна, боље преносе напон и омогућавају координисану деформацију на различитим деловима; метали ниске{2}}врсте, због слабог везивања зрна, склони су локализованим неравномерним деформацијама.

 

Дие Англе

Угао матрице (угао између чеоне површине матрице и централне осе) има значајан утицај на течност метала. Већи угао матрице доводи до неравномернијег протока метала. То је зато што велики угао матрице изазива неравномерну расподелу отпора док метал пролази кроз матрицу; метал у близини унутрашњег зида матрице доживљава већи отпор и тече спорије, док центар доживљава супротно. Међутим, када се користи матрица са више-отвора за екструзију, ако су рупе матрице распоређене разумно, проток метала у свакој рупи може постати уједначенији, побољшавајући укупан проток.

 

Деформатион Дегрее

И превелики и недовољни степени деформације доводе до неравномерног протока метала. Ако је степен деформације премали, унутрашњи напон метала је низак, недовољан да подстакне довољан проток, што лако доводи до локализованих области без деформације или недовољне деформације. Ако је степен деформације превелик, унутрашњи напон је превелик, што доводи до дефеката као што су пукотине у металу. Поред тога, метал у близини зоне деформације тече брже од оног даље.