Kuus tegurit, mis mõjutavad metalli voolu titaanisulamist materjalide ekstrusiooni ajal
Titaanvarda ja titaanisulamist varda tooriku soojusjuhtivus on madal, mis põhjustab kuuma ekstrusiooni ajal pinnakihi ja sisemise kihi vahel tohutu temperatuurierinevuse. Kui ekstrusioonisilindri temperatuur on 400 kraadi, võib temperatuuride erinevus ulatuda 200–250 kraadini. Õhuimemise tugevdamise ja tooriku sektsiooni suure temperatuuride erinevuse mõjul toodab tooriku pinnal ja keskel olev metall väga erinevaid tugevusomadusi ja plastilisi omadusi, mis põhjustab ekstrusiooniprotsessi ajal väga ebaühtlast deformatsiooni. Keskel tekib suur täiendav tõmbepinge, mis muutub ekstrudeeritud toote pinnale tekkivate pragude ja pragude allikaks. Titaanvarraste ja titaanisulamist varraste toodete kuumekstrusiooniprotsess on keerulisem kui alumiiniumisulamite, vasesulamite ja isegi terase oma, mille määravad titaanvarraste ja titaanisulamist varraste füüsikalised ja keemilised omadused.
Tööstuslike titaanisulamite metallivoolu dünaamika uuringud näitavad, et iga sulami erinevatele faasiolekutele vastavas temperatuuripiirkonnas on metallide voolukäitumine väga erinev. Seetõttu on üks peamisi tegureid, mis mõjutab titaanvarraste ja titaanisulamist varraste ekstrusioonivoolu omadusi, tooriku kuumutamise temperatuur, mis määrab metallifaasi ülemineku oleku. Metalli vool on ühtlasem, kui ekstrudeeritakse a- või pluss-P-faasi piirkonna temperatuuril, kui p-faasi piirkonna temperatuuril. Ekstrudeeritud toodete kõrget pinnakvaliteeti on väga raske saavutada. Seni tuli titaanisulamist varraste ekstrusiooniprotsessis kasutada määrdeaineid. Peamine põhjus seisneb selles, et titaan moodustab 980 kraadi ja 1030 kraadi temperatuuridel raua- või niklipõhiste sulamitega vormimaterjalidega eutektilise eutektika, mis põhjustab hallituse tugevat kulumist.
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) Ekstrusiooni kiirus. Ekstrusioonikiiruse kasvades suureneb metallivoolu ebahomogeensus.
3) Ekstrusioonitemperatuur. Metalli ebaühtlane voolamine 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.
4) Metalli tugevus. Kui muud tingimused on võrdsed, siis mida suurem on metalli tugevus, seda ühtlasem on metallivool.
5) Vormi nurk. 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.
6) Deformatsiooniaste. Kui deformatsiooniaste on liiga suur või liiga väike, on metalli vool ebaühtlane.
