Caractéristiques du processus d'extrusion à chaud pour les alliages de titane et de titane

Le processus d'extrusion à chaud pour les billettes d'alliage en titane et en titane est caractérisé par une faible conductivité thermique. Pendant l'extrusion à chaud, cela peut provoquer une différence de température significative entre la couche de surface et la couche intérieure de la billette. Lorsque la température du canon d'extrusion est de 400 ° C, la différence de température peut atteindre 200-250 ° C. Sous l'influence combinée du renforcement de l'absorption des gaz et une grande différence de température à travers la section de la billette, le métal à la surface et au centre de la billette présente des propriétés de résistance et de plasticité très différentes. Il en résulte une déformation très inégale pendant l'extrusion, générant de grandes contraintes de traction supplémentaires dans la couche de surface, ce qui peut entraîner des fissures et des fissures à la surface des produits extrudés. Le processus d'extrusion à chaud pour les produits en alliage en titane et en titane est plus complexe que celui des alliages en aluminium, des alliages de cuivre et même de l'acier, en raison des propriétés physiques et chimiques uniques du titane et de ses alliages.

Facteurs majeurs affectant le débit métallique pendant l'extrusion:

1. Méthode d'extrusion :

   • L'extrusion inverse entraîne un débit métallique plus uniforme par rapport à l'extrusion vers l'avant.
   • L'extrusion à froid entraîne un débit métallique plus uniforme que l'extrusion chaude.
   • Une extrusion lubrifiée entraîne un débit métallique plus uniforme par rapport à l'extrusion non lubrifiée.
   • L'impact des méthodes d'extrusion est réalisé en modifiant les conditions de frottement.

2. Température d'extrusion :

   • Des températures d'extrusion plus élevées réduisent la résistance à la déformation de la billette mais augmentent le débit métallique non uniforme.
   • Si la température de chauffage du canon d'extrusion et de la mort est trop faible pendant l'extrusion, la différence de température métallique entre les couches externes et centrales augmente, conduisant à un débit métallique plus inégal.
   • Les métaux avec une meilleure conductivité thermique présentent une distribution de température plus uniforme sur la face finale de la billette.

3. Force du métal :

   • Dans des conditions similaires, une résistance au métal plus élevée entraîne un débit métallique plus uniforme.

4. Angle de matrice :

   • Un angle de filière plus grand (c'est-à-dire, l'angle entre la face de la matrice et l'axe central) entraîne un débit métallique moins uniforme.
   • Lorsque vous utilisez des matrices multiples pour l'extrusion, une disposition raisonnable des trous de matrice peut entraîner un débit métallique plus uniforme.

5. Degré de déformation :

   • Les degrés de déformation excessifs et insuffisants entraînent un débit métallique inégal.

6. Vitesse d'extrusion :

   • L'augmentation de la vitesse d'extrusion exacerbe la non-uniformité du flux métallique.

Cinétique du flux métallique dans les alliages industriels en titane

Des études ont montré que le comportement d'écoulement des métaux varie considérablement dans la plage de température correspondant à différents états de phase de divers alliages. Par conséquent, l'un des principaux facteurs influençant les caractéristiques d'écoulement d'extrusion des alliages de titane et de titane est la température de chauffage de la billette qui détermine l'état de phase métallique.

L'extrusion à des températures dans les régions de phase α ou α + β entraîne un débit métallique plus uniforme par rapport à l'extrusion à des températures dans la région de la phase β. Atteindre une qualité de surface élevée dans les produits extrudés est particulièrement difficile. À ce jour, le processus d'extrusion pour les alliages de titane doit utiliser des lubrifiants. Ceci est principalement parce que, à des températures de 980 ° C et 1030 ° C, le titane peut former des eutectiques avec des matériaux en alliage en alliage à base de fer ou à base de nickel, conduisant à une usure sévère.

Lorsque des lubrifiants en graphite sont utilisés, des rayures longitudinales profondes peuvent se former sur la surface du produit en raison de l'adhésion en titane aux parties de travail de la matrice. Lorsque des lubrifiants en verre sont utilisés pour l'extrusion, un nouveau type de défaut appelé "Peel Orange" peut apparaître, caractérisé par des fissures dans la couche de surface du produit. La recherche indique que l'apparition de «peigne d'orange» est due à la faible conductivité thermique des alliages de titane et de titane, ce qui fait que la couche de surface de la billette se refroidit rapidement et sa plasticité diminue fortement.