Sześć czynników wpływających na płynięcie metalu podczas wytłaczania materiałów ze stopów tytanu
Przewodność cieplna pręta tytanowego i kęsa pręta ze stopu tytanu jest niska, co spowoduje ogromną różnicę temperatur między warstwą powierzchniową a warstwą wewnętrzną podczas wytłaczania na gorąco. Gdy temperatura cylindra wytłaczającego wynosi 400 stopni, różnica temperatur może osiągnąć 200 ~ 250 stopni. Pod łącznym wpływem wzmocnienia zasysania powietrza i dużej różnicy temperatur w przekroju wlewka, metal na powierzchni i środku wlewka uzyskuje bardzo różne właściwości wytrzymałościowe i plastyczne, co spowoduje bardzo nierównomierne odkształcenie w procesie wyciskania. W środku generowane jest duże dodatkowe naprężenie rozciągające, które staje się źródłem pęknięć i spękań na powierzchni wytłaczanego wyrobu. Proces wytłaczania na gorąco prętów tytanowych i prętów ze stopów tytanu jest bardziej skomplikowany niż w przypadku stopów aluminium, stopów miedzi, a nawet stali, co jest określone przez specjalne właściwości fizyczne i chemiczne prętów tytanowych i prętów ze stopów tytanu.
Z badań nad dynamiką płynięcia metali przemysłowych stopów tytanu wynika, że w zakresie temperatur odpowiadającym różnym stanom fazowym każdego stopu właściwości płynięcia metali są bardzo różne. Dlatego jednym z głównych czynników wpływających na charakterystykę płynięcia prętów tytanowych i prętów ze stopów tytanu jest temperatura nagrzewania kęsów, która określa stan przejścia fazowego metalu. Płynienie metalu jest bardziej równomierne, gdy jest wytłaczane w temperaturze obszaru fazy a lub a plus P niż w temperaturze obszaru fazy p. Uzyskanie wysokiej jakości powierzchni wyrobów wytłaczanych jest bardzo trudne. Do tej pory proces wytłaczania prętów ze stopów tytanu wymagał stosowania smarów. Głównym powodem jest to, że tytan tworzy eutektykę eutektyczną z materiałami form na bazie żelaza lub niklu w temperaturach 980 stopni i 1030 stopni, co powoduje poważne zużycie formy.
Główne czynniki wpływające na płynięcie metalu podczas wyciskania:
1) Metoda wytłaczania. Wyciskanie wsteczne ma bardziej równomierny przepływ metalu niż wytłaczanie do przodu, wytłaczanie na zimno ma bardziej równomierny przepływ metalu niż wytłaczanie na gorąco, a wytłaczanie smarowane ma bardziej równomierny przepływ metalu niż wytłaczanie niesmarowane. Wpływ metody wytłaczania uzyskuje się poprzez zmianę warunków tarcia.
2) Szybkość wytłaczania. Wraz ze wzrostem prędkości wytłaczania wzrasta niejednorodność płynięcia metalu.
3) Temperatura wytłaczania. Nierównomierny przepływ metalu nasila się, gdy temperatura wyciskania wzrasta, a odporność wlewka na odkształcenie maleje. Podczas procesu wytłaczania, jeśli temperatura nagrzewania cylindra wytłaczającego i formy jest zbyt niska, a różnica temperatur metalu między warstwą zewnętrzną a warstwą środkową jest duża, zwiększy się nierównomierność przepływu metalu. Im lepsza przewodność cieplna metalu, tym bardziej równomierny rozkład temperatury na powierzchni czołowej kęsa.
4) Wytrzymałość metalu. Gdy inne warunki są równe, im wyższa wytrzymałość metalu, tym bardziej równomierny przepływ metalu.
5) Kąt formy. Im większy kąt formy (to znaczy kąt między czołową powierzchnią formy a osią centralną), tym bardziej nierówna płynność metalu. Gdy matryca wielootworowa jest używana do wytłaczania, otwory matrycy są rozsądnie rozmieszczone, a przepływ metalu jest zwykle równomierny.
6) Stopień deformacji. Jeśli stopień odkształcenia jest zbyt duży lub zbyt mały, przepływ metalu będzie nierówny.
