6 yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy kim loại trong quá trình ép đùn vật liệu hợp kim titan

Thanh titan và thanh hợp kim titan có độ dẫn nhiệt thấp, trong quá trình ép đùn nóng sẽ làm cho lớp bề mặt và lớp bên trong tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ lớn, khi nhiệt độ của xi lanh ép đùn là 400 độ, chênh lệch nhiệt độ có thể đạt tới 200 ~ 250 độ. Trong phần tăng cường sức hút và phôi thép có sự chênh lệch nhiệt độ lớn dưới tác động chung của bề mặt phôi và tâm kim loại tạo ra các đặc tính cường độ và tính chất dẻo rất khác nhau, trong quá trình ép đùn sẽ gây ra biến dạng rất không đồng đều, ở lớp bề mặt của ứng suất kéo bổ sung lớn, tạo thành bề mặt đùn của sản phẩm, tạo thành các vết nứt và vết nứt ở nguyên nhân gốc rễ. Thanh titan và các sản phẩm thanh hợp kim titan có quá trình ép đùn nóng hơn hợp kim nhôm, hợp kim đồng và thậm chí cả quá trình ép đùn thép phức tạp hơn, được xác định bởi các tính chất vật lý và hóa học đặc biệt của thanh titan và thanh hợp kim titan.
Các nghiên cứu về động lực dòng chảy của kim loại hợp kim titan công nghiệp cho thấy rằng trong vùng nhiệt độ tương ứng với các trạng thái pha khác nhau của từng hợp kim, hành vi dòng chảy của kim loại dường như rất khác nhau. Do đó, một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến đặc tính dòng chảy đùn của thanh titan và thanh hợp kim titan là nhiệt độ gia nhiệt phôi quyết định trạng thái pha của kim loại. Quá trình ép đùn ở nhiệt độ vùng pha a hoặc a+P dẫn đến dòng kim loại đồng đều hơn so với quá trình ép đùn ở nhiệt độ vùng pha p. Khó khăn để đạt được chất lượng bề mặt cao của sản phẩm ép đùn là rất lớn. Cho đến nay, việc đùn thanh hợp kim titan đòi hỏi phải sử dụng chất bôi trơn. Lý do chính cho điều này là titan tạo thành các tinh thể eutectic dễ nóng chảy với vật liệu khuôn hợp kim gốc sắt hoặc niken ở nhiệt độ 980 độ và 1030 độ C. Điều này dẫn đến sự mài mòn khuôn mạnh.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến dòng chảy kim loại trong quá trình ép đùn.

1) Phương pháp ép đùn. Đùn ngược so với độ đồng đều của dòng chảy kim loại đùn về phía trước, đùn lạnh hơn độ đồng đều của dòng chảy kim loại đùn nóng, đùn được bôi trơn so với độ đồng đều của dòng chảy kim loại đùn không được bôi trơn. Hiệu quả của phương pháp ép đùn được thể hiện bằng sự thay đổi điều kiện ma sát.

2) Tốc độ đùn. Tốc độ đùn tăng lên, độ không đồng đều của dòng chảy kim loại tăng lên.

3) Nhiệt độ đùn. Dòng chảy không đều của kim loại tăng lên khi nhiệt độ ép đùn tăng và khả năng chống biến dạng của phôi giảm. Trong quá trình ép đùn, nếu nhiệt độ gia nhiệt của thùng đùn và khuôn quá thấp, đồng thời chênh lệch nhiệt độ giữa lớp ngoài và lớp kim loại ở giữa lớn thì độ không đều của dòng chảy kim loại sẽ tăng lên. Độ dẫn nhiệt của kim loại càng tốt thì sự phân bố nhiệt độ ở mặt cuối của phôi phôi càng đồng đều.

4) Độ bền kim loại. Khi các điều kiện khác giống nhau, độ bền kim loại càng cao thì dòng kim loại càng đồng đều.

(5) Góc khuôn. Góc khuôn càng lớn (tức là góc giữa mặt cuối khuôn và trục trung tâm), dòng kim loại càng không đều. Khi ép đùn bằng khuôn xốp, các lỗ khuôn được bố trí hợp lý và dòng kim loại có xu hướng đồng đều.

(6) mức độ biến dạng. Mức độ biến dạng quá lớn hoặc quá nhỏ, dòng chảy kim loại không đồng đều.