شش عامل موثر بر جریان فلز در طول اکستروژن مواد آلیاژ تیتانیوم

شش عامل موثر بر جریان فلز در طول اکستروژن مواد آلیاژ تیتانیوم

رسانایی حرارتی میله تیتانیوم و بیلت میله آلیاژ تیتانیوم کم است که باعث ایجاد اختلاف دمای زیادی بین لایه سطحی و لایه داخلی در هنگام اکستروژن داغ می شود. هنگامی که دمای سیلندر اکستروژن 400 درجه است، اختلاف دما می تواند به 200 تا 250 درجه برسد. تحت تأثیر مشترک تقویت مکش هوا و اختلاف دمای زیاد در بخش بیلت، فلز در سطح و مرکز بیلت خواص مقاومتی و خواص پلاستیکی بسیار متفاوتی ایجاد می‌کند که باعث تغییر شکل بسیار ناهموار در طول فرآیند اکستروژن می‌شود. تنش کششی اضافی زیادی در وسط ایجاد می شود که منشا ترک و ترک در سطح محصول اکسترود شده می شود. فرآیند اکستروژن گرم میله های تیتانیوم و محصولات میله های آلیاژ تیتانیوم پیچیده تر از آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای مس و حتی فولاد است که توسط خواص فیزیکی و شیمیایی خاص میله های تیتانیوم و میله های آلیاژ تیتانیوم مشخص می شود.

تحقیق در مورد دینامیک جریان فلز آلیاژهای تیتانیوم صنعتی نشان می دهد که در ناحیه دمایی مربوط به حالت های فاز مختلف هر آلیاژ، رفتار جریان فلزات بسیار متفاوت است. بنابراین، یکی از عوامل اصلی موثر بر ویژگی‌های جریان اکستروژن میله‌های تیتانیوم و میله‌های آلیاژ تیتانیوم، دمای گرمایش بیلت است که وضعیت انتقال فاز فلزی را تعیین می‌کند. جریان فلز زمانی که در دمای ناحیه فاز a یا a پلاس P اکسترود می شود یکنواخت تر از دمای ناحیه فاز p است. دستیابی به کیفیت سطح بالا برای محصولات اکسترود شده بسیار دشوار است. تا به حال، فرآیند اکستروژن میله های آلیاژ تیتانیوم باید از روان کننده استفاده می کرد. دلیل اصلی این است که تیتانیوم با مواد قالب بر پایه آهن یا آلیاژ نیکل در دمای 980 درجه و 1030 درجه یک یوتکتیک یوتکتیک تشکیل می دهد که باعث سایش و پارگی شدید قالب می شود.

عوامل اصلی موثر بر جریان فلز در حین اکستروژن:

1) روش اکستروژن. اکستروژن معکوس دارای جریان فلز یکنواخت تری نسبت به اکستروژن رو به جلو، اکستروژن سرد دارای جریان فلز یکنواخت تری نسبت به اکستروژن گرم است و اکستروژن روغن کاری شده دارای جریان فلز یکنواخت تری نسبت به اکستروژن بدون روغن کاری است. تأثیر روش اکستروژن با تغییر شرایط اصطکاک حاصل می شود.

2) سرعت اکستروژن با افزایش سرعت اکستروژن، ناهمگنی جریان فلز افزایش می یابد.

3) دمای اکستروژن. هنگامی که دمای اکستروژن افزایش می یابد و مقاومت تغییر شکل بیلت کاهش می یابد، جریان ناهموار فلز تشدید می شود. در طی فرآیند اکستروژن، اگر دمای گرمایش سیلندر اکستروژن و قالب خیلی کم باشد و اختلاف دمای فلز بین لایه بیرونی و لایه مرکزی زیاد باشد، عدم یکنواختی جریان فلز افزایش می‌یابد. هرچه رسانایی حرارتی فلز بهتر باشد، توزیع دما در سطح انتهایی بیلت یکنواخت تر است.

4) استحکام فلز. هنگامی که شرایط دیگر برابر باشد، هر چه استحکام فلز بیشتر باشد، جریان فلز یکنواخت تر می شود.

5) زاویه قالب. هر چه زاویه قالب بزرگتر باشد (یعنی زاویه بین سطح انتهایی قالب و محور مرکزی)، سیالیت فلز ناهموارتر می شود. هنگامی که قالب چند سوراخه برای اکستروژن استفاده می شود، سوراخ های قالب به طور معقولی چیده می شوند و جریان فلز تمایل به یکنواختی دارد.

6) درجه تغییر شکل. اگر درجه تغییر شکل خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد، جریان فلز ناهموار خواهد بود.