شکل گیری اکستروژن داغ برای میله های آلیاژ تیتانیوم چیست؟

اکستروژن داغ به عنوان فرآیند اصلی برای آماده سازی در مقیاس بزرگ و با دقت بالا میله های آلیاژ تیتانیوم عمل می کند. این می تواند دانه ها را تصفیه کند، ریزساختارها را همگن کند، عیوب ریخته گری را از بین ببرد و خواص مکانیکی و دقت شکل گیری میله ها را بهبود بخشد. این مقاله اصول فنی و ویژگی‌های فرآیند آن را معرفی می‌کند و قوانین تأثیر پارامترهای کلیدی از جمله دما، سرعت اکستروژن، مقدار تغییر شکل، ساختار قالب و سیستم روان‌کاری را تحلیل می‌کند.

 

1. اصل فنی

شمش های آلیاژ تیتانیوم از قبل تا محدوده پلاستیک گرم می شوند و به صورت محوری اکسترود می شوند تا میله های متراکم به دست آید. تبلور مجدد دینامیکی در دمای بالا دندریت ها را می شکند، منافذ را می بندد و خطوط جریان فلزی و همچنین خواص مکانیکی را بهینه می کند.

 

2. ویژگی های فرآیند

در مقایسه با فولاد و آلیاژهای آلومینیوم، اکستروژن داغ آلیاژ تیتانیوم دارای حساسیت دمای بالا، فعالیت در دمای بالا و پنجره پلاستیکی باریک است. بیلت رسانایی حرارتی ضعیفی از خود نشان می دهد و در نتیجه اختلاف دمای زیادی بین داخل و خارج آن ایجاد می شود. واکنش‌ها بین مواد و قالب‌ها در دمای 980 تا 1030 درجه رخ می‌دهد و به قالب‌ها و قطعات کار آسیب می‌زند. تغییر شکل فقط در ناحیه + دو فاز مناسب است. دمای خارج از کنترل ممکن است منجر به مقاومت در برابر تغییر شکل بالا، دانه های درشت یا نقص بیش از حد سوختگی شود.

 

• دمای گرمایش

برایآلیاژ درجه 5اکستروژن در ناحیه دو فاز در 850-950 درجه ترجیح داده می شود. دمای بسیار پایین باعث ترک خوردن می شود، در حالی که دمای بیش از حد منجر به درشت شدن دانه ها و سوختن بیش از حد می شود. نگهداری دمای یکنواخت بیلت ها مورد نیاز است.

• سرعت اکستروژن: (محتوای موجود نیست)
• مقدار تغییر شکل اکستروژن: نسبت اکستروژن مناسب از 6 تا 15 متغیر است. نسبت بالا تغییر شکل کافی را تضمین می کند. نسبت بسیار پایین باعث ایجاد عیوب باقیمانده می شود، در حالی که نسبت بیش از حد بالا باعث بار زیاد و تنش پسماند زیاد می شود. میله‌های سایز بزرگ عمدتاً با اکستروژن چند پاسی تشکیل می‌شوند، در حالی که میله‌های کوچک را می‌توان با اکستروژن تک‌گذری تولید کرد.
• پارامترهای ساختاری قالب: زاویه مخروط قالب را تا 90 درجه بهینه کنید و طول یاتاقان مناسبی را تنظیم کنید. برای متعادل کردن سرعت جریان مواد، قالب های چند سوراخ نامتقارن را اتخاذ کنید. قالب ها باید از آلیاژهای مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و ضد چسبندگی ساخته شوند.
• سیستم روغن کاری و حفاظتی: روانکاری مبتنی بر شیشه عمدتا برای تشکیل یک لایه ایزوله برای ضد چسبندگی و ضد اکسیداسیون استفاده می شود. پوشش ناهموار ممکن است باعث ایجاد نقص در سطح شود.

 

 

1. دمای ناهموار و ناهمسانگردی قابل توجه

به دلیل هدایت حرارتی ضعیف آلیاژ تیتانیوم، اختلاف دمای سطح مقطع زیادی در بیلت ها وجود دارد که باعث ایجاد ریزساختارهای شعاعی غیریکنواخت و سازگاری ضعیف خواص مکانیکی می شود که نیازهای تجهیزات پیشرفته را برآورده نمی کند.

 

2. چسبندگی قالب در دمای بالا و عیوب سطحی مکرر

تیتانیوم در دمای بالا فعالیت شیمیایی بالایی از خود نشان می دهد. هنگامی که روغن کاری ناموفق باشد، خراشیدگی و پوسته شدن روی قطعه کار رخ می دهد. قالب‌ها دچار سایش شدید می‌شوند و در نتیجه نرخ محصول نهایی پایین و هزینه تولید بالا به همراه دارد.

 

2. جفت پارامتر پیچیده و اشکال زدایی فرآیند دشوار

پارامترهایی مانند دما و مقدار تغییر شکل با یکدیگر تعامل دارند. عدم تطابق پارامترها به راحتی باعث ایجاد نقص های مختلف می شود. روش سنتی آزمون و خطا با راندمان پایین و دقت کم است.

 

3. پایداری شکل دهی ناکافی برای میله های اندازه بزرگ

بیلت های سایز بزرگ از جریان ناهموار مواد و اتلاف گرما رنج می برند. تفاوت‌های مشخصی بین سر، دم، نواحی داخلی و خارجی میله‌ها وجود دارد که با تنش پسماند بالا همراه است که منجر به ترک خوردگی و تغییر شکل در پردازش‌های بعدی می‌شود.

 

 

1-کنترل دقیق دما

اعمال گرمایش گرادیان تقسیم شده و حفظ گرما؛ پیشگرم تا 350-450 درجه میمیرد. دمای اکستروژن را در منطقه دو فاز با توجه به درجه های آلیاژ انتخاب کنید تا عیوب ناشی از اختلاف دما را از بین ببرید.

 

2. ارتقاء روانکاری

روغن کاری شیشه کامپوزیت را اتخاذ کنید و رویه های پوشش را بهینه کنید. اجرای پیش تصفیه بیلت و نگهداری منظم قالب برای کاهش چسبندگی قالب و عیوب سطحی.

 

3. تنظیم پارامترهای مشارکتی

برای تجزیه و تحلیل قوانین جفت چند پارامتری و بهینه سازی مکرر فرآیندها برای سازگاری بهتر محصول، آزمایش‌های آزمون و خطا را با شبیه‌سازی اجزا محدود جایگزین کنید.

 

3. بهینه سازی قالب

زاویه مخروط قالب را روی 90 درجه تنظیم کنید و طول بلبرینگ مناسب را پیکربندی کنید. جلا و سخت شدن حفره های قالب. برای همگن کردن ریزساختارها و آزاد کردن تنش پسماند، از اکستروژن چند گذری برای میله‌های بزرگ استفاده کنید.

 

4. عملیات حرارتی مشترک

برای حذف تنش پسماند، کاهش ناهمسانگردی و بهبود خواص مکانیکی جامع، عملیات بازپخت، درمان محلول و پیری را پس از اکستروژن انجام دهید.

 

 

Ruihang، به عنوان تولید کننده مستقیم محصولات تیتانیوم، مواد اولیه با کیفیت مطلوب را برای تولید قطعات دقیق شما تامین می کند. اگر در مورد میله ها/صفحات آلیاژ تیتانیوم نیازی به خرید دارید، لطفاً از طریق ایمیل با ما تماس بگیرید:Sam.Rui@bjrh-titanium.com