Titaani ja titaanisulami materjali kuumekstrusiooniprotsessi omadused

Peamised tegurid, mis mõjutavad metalli voolu ekstrusiooni ajal:

(1) Ekstrusioonimeetod. Pöördekstrusioonil on ühtlasem metallivool kui edasiekstrudeerimisel, külmekstrusioonil on ühtlasem metallivool kui kuumekstrusioonil ja määritud ekstrusioonil on ühtlasem metallivool kui määrimata ekstrusioonil. Ekstrusioonimeetodi mõju saavutatakse hõõrdetingimuste muutmisega.

(2) Ekstrusioonitemperatuur. Metalli ebaühtlane vool tugevneb, kui ekstrusioonitemperatuur tõuseb ja tooriku deformatsioonikindlus väheneb. Kui ekstrusiooniprotsessi ajal on ekstrusioonisilindri ja vormi kuumutustemperatuur liiga madal ning metalli temperatuuride erinevus väliskihi ja keskkihi vahel on suur, suureneb metallivoolu ebaühtlus. Mida parem on metalli soojusjuhtivus, seda ühtlasem on temperatuurijaotus tooriku otsapinnal.

(3) Metalli tugevus. Kui muud tingimused on võrdsed, siis mida suurem on metalli tugevus, seda ühtlasem on metallivool.

(4) Survenurk. Mida suurem on vormi nurk (st vormi otspinna ja kesktelje vaheline nurk), seda ebaühtlasem on metalli voolavus. Kui ekstrusiooniks kasutatakse mitme auguga stantsi, on matriitsi augud mõistlikult paigutatud ja metallivool kipub olema ühtlane.

(5) Deformatsiooniaste. Kui deformatsiooniaste on liiga suur või liiga väike, on metalli vool ebaühtlane.

(6) Ekstrusiooni kiirus. Ekstrusioonikiiruse kasvades suureneb metallivoolu ebahomogeensus.

Tööstuslike titaanisulamite metallivoolu dünaamika uurimine näitab, et metallide voolukäitumine on temperatuuripiirkonnas, mis vastab iga sulami erinevatele faasiolekutele, väga erinev. Seetõttu on üks peamisi tegureid, mis mõjutab titaani ja titaanisulamite ekstrusioonivoolu omadusi, tooriku kuumutamise temperatuur, mis määrab metalli faasi ülemineku oleku.

Metalli vool on ühtlasem ekstrudeerimisel a või a+P faasi piirkonna temperatuuril kui p faasi piirkonna temperatuuril. Ekstrudeeritud toodete kõrget pinnakvaliteeti on väga raske saavutada. Siiani pidi titaanisulamite ekstrusiooniprotsessis kasutama määrdeaineid. Peamine põhjus seisneb selles, et titaan moodustab 980 kraadi ja 1030 kraadi temperatuuridel raua- või niklipõhiste sulamitega vormimaterjalidega eutektilise eutektika, mis põhjustab vormi tugevat kulumist. Grafiitmäärdeaine kasutamisel võivad toote pinnale tekkida sügavad pikisuunalised kriimustusjooned, mis on titaani ja titaanisulamite vormi külge kleepumise tagajärg. Klaasimääretega profiilide ekstrudeerimisel võivad tekkida uut tüüpi defektid "hapukurgid" ehk praod toote pinnakihis. Uuringud on näidanud, et "pockmarke" tekkimine on tingitud titaani ja titaanisulamite madalast soojusjuhtivusest, mis põhjustab tooriku pinnakihi ägedat jahtumist ja plastilisuse järsu vähenemist.