ลักษณะของกระบวนการอัดรีดร้อนสำหรับไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม

กระบวนการอัดรีดร้อนสำหรับไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมนั้นมีความโดดเด่นด้วยการนำความร้อนต่ำ ในระหว่างการรีดร้อนสิ่งนี้อาจทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญระหว่างชั้นผิวและชั้นด้านในของบิลเล็ต เมื่ออุณหภูมิของถังอัดรีดคือ 400 ° C ความแตกต่างของอุณหภูมิสามารถถึง 200-250 ° C ภายใต้อิทธิพลที่รวมกันของการเสริมกำลังการดูดซับก๊าซและความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดใหญ่ในส่วนของบิลเล็ตโลหะบนพื้นผิวและที่กึ่งกลางของบิลเล็ตมีความแข็งแรงและคุณสมบัติพลาสติกที่แตกต่างกันมาก สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการเสียรูปที่ไม่สม่ำเสมอสูงในระหว่างการอัดขึ้นรูปทำให้เกิดความเค้นแรงดึงเพิ่มเติมขนาดใหญ่ในชั้นพื้นผิวซึ่งสามารถนำไปสู่รอยแตกและรอยแยกบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่อัดแน่น กระบวนการอัดรีดร้อนสำหรับผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมและไทเทเนียมนั้นซับซ้อนกว่าสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียมโลหะผสมทองแดงและแม้แต่เหล็กเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของไทเทเนียมและโลหะผสม

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการไหลของโลหะในระหว่างการอัดขึ้นรูป:

1. วิธีการอัดรีด :

   • การอัดรีดกลับทำให้เกิดการไหลของโลหะที่สม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อเทียบกับการอัดขึ้นรูปไปข้างหน้า
   • การอัดรีดเย็นนำไปสู่การไหลของโลหะที่สม่ำเสมอกว่าการอัดขึ้นรูปร้อน
   • การอัดรีดแบบหล่อลื่นส่งผลให้เกิดการไหลของโลหะที่สม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อเทียบกับการอัดรีดแบบไม่หล่อลื่น
   • ผลกระทบของวิธีการอัดรีดนั้นเกิดขึ้นได้จากการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการเสียดสี

2. อุณหภูมิอัดรีด :

   • อุณหภูมิการอัดรีดที่สูงขึ้นลดความต้านทานการเสียรูปของบิลเล็ต แต่เพิ่มการไหลของโลหะที่ไม่สม่ำเสมอ
   • หากอุณหภูมิความร้อนของถังอัดรีดและตายต่ำเกินไปในระหว่างการอัดขึ้นรูปความแตกต่างของอุณหภูมิโลหะระหว่างชั้นด้านนอกและชั้นกลางจะเพิ่มขึ้นนำไปสู่การไหลของโลหะที่ไม่สม่ำเสมอมากขึ้น
   • โลหะที่มีค่าการนำความร้อนที่ดีกว่าแสดงการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอมากขึ้นทั่วใบหน้าปลายแท่งบิลเล็ต

3. ความแข็งแรงของโลหะ :

   • ภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายกันความแข็งแรงของโลหะที่สูงขึ้นส่งผลให้เกิดการไหลของโลหะที่สม่ำเสมอมากขึ้น

4. มุมตาย :

   • มุมตายที่ใหญ่กว่า (เช่นมุมระหว่างใบหน้าตายและแกนกลาง) ส่งผลให้เกิดการไหลของโลหะที่สม่ำเสมอน้อยลง
   • เมื่อใช้หลายหลุมตายสำหรับการอัดขึ้นรูปการจัดเรียงรูตายที่สมเหตุสมผลสามารถนำไปสู่การไหลของโลหะที่สม่ำเสมอมากขึ้น

5. ระดับของการเสียรูป :

   • ทั้งองศาการเสียรูปที่มากเกินไปและไม่เพียงพอส่งผลให้เกิดการไหลของโลหะที่ไม่สม่ำเสมอ

6. ความเร็วในการอัดขึ้นรูป :

   • การเพิ่มความเร็วในการอัดขึ้นรูปทำให้ความไม่สม่ำเสมอของการไหลของโลหะ

จลนพลศาสตร์ของการไหลของโลหะในโลหะผสมไทเทเนียมอุตสาหกรรม

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมการไหลของโลหะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญภายในช่วงอุณหภูมิที่สอดคล้องกับสถานะเฟสที่แตกต่างกันของโลหะผสมต่างๆ ดังนั้นหนึ่งในปัจจัยหลักที่มีผลต่อลักษณะการไหลของการอัดรีดของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมคืออุณหภูมิความร้อนของบิลเล็ตที่กำหนดสถานะเฟสโลหะ

การอัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิในภูมิภาคเฟสαหรือα+βส่งผลให้เกิดการไหลของโลหะสม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อเทียบกับการอัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิในภูมิภาคเฟสβ การบรรลุคุณภาพพื้นผิวสูงในผลิตภัณฑ์ที่มีการอัดเป็นสิ่งที่ท้าทายเป็นพิเศษ จนถึงปัจจุบันกระบวนการอัดรีดสำหรับโลหะผสมไทเทเนียมจะต้องใช้น้ำมันหล่อลื่น นี่เป็นเพราะที่อุณหภูมิ 980 ° C และ 1030 ° C, ไทเทเนียมสามารถสร้าง eutectics ด้วยวัสดุตายที่ใช้เหล็กหรือนิกเกิลซึ่งนำไปสู่การสึกหรออย่างรุนแรง

เมื่อมีการใช้สารหล่อลื่นกราไฟท์รอยขีดข่วนตามยาวลึกสามารถเกิดขึ้นบนพื้นผิวผลิตภัณฑ์ได้เนื่องจากการยึดเกาะของไทเทเนียมกับส่วนที่ทำงานของแม่พิมพ์ เมื่อใช้น้ำมันหล่อลื่นแก้วสำหรับการอัดขึ้นรูปข้อบกพร่องชนิดใหม่ที่เรียกว่า "เปลือกส้ม" สามารถปรากฏขึ้นได้โดยมีรอยแตกในชั้นพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ การวิจัยชี้ให้เห็นว่าการปรากฏตัวของ "เปลือกส้ม" เกิดจากการนำความร้อนต่ำของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมซึ่งทำให้ชั้นพื้นผิวของบิลเล็ตเย็นลงอย่างรวดเร็วและพลาสติกของมันลดลงอย่างรวดเร็ว