Ποιοι είναι οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή μετάλλων στην εξώθηση υλικού τιτανίου;

Η χύτευση με εξώθηση είναι μια σημαντική μέθοδος για την πλαστική επεξεργασία υλικών τιτανίου. Η κατάσταση ροής μετάλλου είναι οι βασικοί παράγοντες της ποιότητας των εξωθημένων προϊόντων. Η ομοιομορφία του επηρεάζει άμεσα τις μηχανικές ιδιότητες, την ακρίβεια διαστάσεων και την ποιότητα της επιφάνειας των προϊόντων. Η ανομοιόμορφη ροή μπορεί να προκαλέσει ελαττώματα, όπως κοιλότητες συρρίκνωσης, ρωγμές και διαχωρισμό της σύνθεσης.

 

 

Η κρυσταλλική δομή, η χημική σύνθεση και οι θερμοφυσικές ιδιότητες τουυλικά τιτανίουείναι εγγενείς παράγοντες. Κατά τη διάρκεια της εξώθησης, αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν τη συμπεριφορά ροής του μετάλλου και επηρεάζουν άμεσα την ικανότητα πλαστικής παραμόρφωσης και την αντίσταση ροής.

 

1. Χαρακτηριστικά Δομής Κρυστάλλου και Μετασχηματισμού Φάσης

• Μετασχηματισμός φάσης καθαρού τιτανίου: Σε θερμοκρασία δωματίου, είναι -Ti με κακή πλαστικότητα χαμηλής- θερμοκρασίας και ανομοιόμορφη ροή. πάνω από 882 μοίρες , μετατρέπεται σε -Ti με βελτιωμένη πλαστικότητα και πιο ομοιόμορφη ροή.

 

• Επίδραση στοιχείων κράματος: -τα σταθεροποιητικά στοιχεία όπως το Al και το Sn αυξάνουν τη θερμοκρασία μετασχηματισμού φάσης. Τα -σταθεροποιητικά στοιχεία (Mo και V ) μειώνουν τη θερμοκρασία μετασχηματισμού φάσης. Απαιτείται ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας σύμφωνα με τη σύνθεση για να ταιριάζει με τη βέλτιστη ροή

2. Χημική σύνθεση και περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες

• Επιρροή των κύριων εξαρτημάτων: Αλλαγή της αντίστασης παραμόρφωσης και της πλαστικότητας σε υψηλές-θερμοκρασίες. Οι αποκλίσεις στη σύνθεση από το εύρος σχεδιασμού οδηγούν εύκολα σε ανομοιόμορφη ροή.

 

• Επίδραση ακαθαρσιών: Το O, το N και το C αυξάνουν την αντίσταση και μειώνουν την πλαστικότητα. Πιθανότατα προκαλούν ρωγμές. μια μικρή ποσότητα Fe είναι ευεργετική για την πλαστικότητα, αλλά η υπερβολική ποσότητα Fe σχηματίζει εύθραυστες φάσεις που εμποδίζουν τη ροή. Χρειάζεστε τον αυστηρό έλεγχο ακαθαρσιών.

3. Θερμοφυσικές Ιδιότητες

• Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα: Η θερμότητα παραμόρφωσης είναι δύσκολο να διαχέεται, επιρρεπής σε τοπικές υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα μαλακά κέντρα με γρήγορη ροή και σκληρές άκρες με αργή ροή, σχηματίζοντας διαφορά ταχύτητας ροής.

 

• Μικρός γραμμικός συντελεστής διαστολής: Μικρή συστολή/διαστολή όγκου, αλλά ο ακατάλληλος έλεγχος θερμοκρασίας θα δημιουργήσει θερμική καταπόνηση, μετατοπίζοντας την κατεύθυνση ροής και επηρεάζοντας την ακρίβεια των διαστάσεων.

 

 

1. Θερμοκρασία εξώθησης

Ο πυρήνας είναι η προσαρμογή της δομής φάσης του υλικού ελέγχοντας το εύρος θερμοκρασίας, εξισορροπώντας την πλαστικότητα και την απόδοση.

• Χαμηλή θερμοκρασία (κάτω από το σημείο μετασχηματισμού φάσης): Κακή πλαστικότητα, εύκολο ράγισμα και ανομοιόμορφη ροή μετάλλου, τα οποία πρέπει να αποφεύγονται όσο το δυνατόν περισσότερο.

 

• Μέση θερμοκρασία (κοντά στο σημείο μετασχηματισμού φάσης): + περιοχή διπλής- φάσης, που απαιτεί ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας. Διαφορετικά, είναι πιθανό να εμφανιστεί εσωτερικό στρες.

 

• Υψηλή θερμοκρασία (πάνω από το σημείο μετασχηματισμού φάσης): Καλή πλαστικότητα και ομοιόμορφη ροή, αλλά υπερβολικά υψηλή θερμοκρασία θα προκαλέσει ανάπτυξη κόκκων και μειωμένη αντοχή.

 

• Παράδειγμα: Το κράμα Ti-6Al-4V χρησιμοποιείται συνήθως σε 920-980 μοίρες (+ περιοχή φάσης) για την εξισορρόπηση της πλαστικότητας και της σταθερότητας των κόκκων.

2. Ταχύτητα εξώθησης

Ρυθμίστε τη σταθερότητα ροής ελέγχοντας το χρόνο παραμόρφωσης και τη θερμότητα.

• Χαμηλή ταχύτητα: Ομοιόμορφη ροή και καλή ποιότητα επιφάνειας, αλλά χαμηλή απόδοση παραγωγής και εύκολη πρόσφυση στο καλούπι.

 

• Υψηλή ταχύτητα: Γρήγορη τοπική αύξηση της θερμοκρασίας και επιταχυνόμενη ροή, αλλά επιρρεπής σε "προχωρημένη ροή", που οδηγεί σε απόκλιση διαστάσεων ή ρωγμές.

 

• Σημείο κλειδί: Τα υλικά τιτανίου έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, επομένως είναι απαραίτητος ο αυστηρός έλεγχος της ταχύτητας. Η κοινή ταχύτητα για το καθαρό τιτάνιο είναι 5-15 mm/s και για το κράμα Ti-6Al-4V είναι 3-10 mm/s. άνω των 20 mm/s είναι εύκολο να ελαττωθεί.

3. Αναλογία εξώθησης

Αντανακλά τον βαθμό παραμόρφωσης του υλικού, επηρεάζοντας την ομοιομορφία και την πυκνότητα ροής.

• Μικρή αναλογία εξώθησης (<10): Small deformation, flow concentrated in the center, and easy "subsurface porosity" at the edges.

 

• Large extrusion ratio (>10): Επαρκής παραμόρφωση, ομοιόμορφη ροή και υψηλή πυκνότητα, αλλά μεγάλη αντοχή στην παραμόρφωση και εύκολη φθορά του καλουπιού.

 

• Παράδειγμα: 8-15 για προφίλ λεπτού τοιχώματος και 15-25 για συμπαγείς ράβδους τιτανίου, προσαρμοσμένες σε διαφορετικές απαιτήσεις προϊόντος.

4. Συνθήκες Λίπανσης

Λειτουργία πυρήνα: Μειώνει την τριβή μεταξύ του καλουπιού και του υλικού, διευκολύνει την ομοιόμορφη ροή μετάλλου και μειώνει τη φθορά του καλουπιού και την κατανάλωση ενέργειας.

• Βασική απαίτηση: Η θερμοκρασία εξώθησης υλικού τιτανίου είναι υψηλή και τα συμβατικά λιπαντικά είναι εύκολο να αποτύχουν. πρέπει να χρησιμοποιούνται λιπαντικά ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες.

 

• Προτιμώμενη λύση: Τα λιπαντικά γυαλιού μπορούν να σχηματίσουν ένα φιλμ απομόνωσης, μειώνοντας τον συντελεστή τριβής από 0,3-0,5 σε 0,1-0,2, και επίσης παρέχουν θερμομόνωση και μείωση της ζημιάς.

 

• Προειδοποίηση κινδύνου: Ανεπαρκής λίπανση ή αστοχία υλικού θα οδηγήσει σε «στάσιμες ζώνες ροής», προκαλώντας γρατσουνιές στην επιφάνεια του προϊόντος και εσωτερικές ρωγμές.

 

Ο όμιλός μας Ruihang επιλέγει αυστηρά τις πρώτες ύλες για την τήξη και τη διύλιση των πλινθωμάτων τιτανίου, προμηθεύοντας ράβδους, πλάκες και άλλα προϊόντα τιτανίου υψηλής ποιότητας-μετά την πλαστική επεξεργασία υλικών τιτανίου. Για περισσότερες λεπτομέρειες, επικοινωνήστε μαζί μας μέσω του email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com