Trong-các lĩnh vực sản xuất cao cấp như hàng không vũ trụ và thiết bị y tế, thanh titan và thanh hợp kim titan chiếm một vị trí không thể thay thế nhờ các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời của chúng. Tuy nhiên, so với các kim loại thông thường như hợp kim nhôm và đồng, quá trình ép đùn vật liệu titan phức tạp hơn, dòng kim loại không đều là nguyên nhân cốt lõi gây ra các vết nứt và khuyết tật bề mặt của sản phẩm. Hôm nay, chúng ta hãy đi sâu vào các yếu tố chính ảnh hưởng đến dòng chảy kim loại trong quá trình ép đùn titan và xem cách làm cho vật liệu titan 'chảy ngoan ngoãn'!
Đặc điểm của vật liệu titan: vốn đã 'rắc rối'. Thanh titan và phôi hợp kim titan có độ dẫn nhiệt cực thấp, nghĩa là trong quá trình ép đùn nóng, có sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể giữa bề mặt và bên trong phôi-khi xi lanh ép đùn đạt tới 400 độ, chênh lệch nhiệt độ có thể lên tới 200–250 độ. Sự chênh lệch nhiệt độ này kết hợp với xu hướng hấp thụ khí của titan dẫn đến sự khác biệt đáng kể về độ bền và độ dẻo giữa bề mặt và tâm, trực tiếp gây ra biến dạng không đều trong quá trình ép đùn. Bề mặt chịu thêm ứng suất kéo, cuối cùng dẫn đến các vết nứt và vết nứt trên bề mặt.
Quan trọng hơn, nhiệt độ gia nhiệt của phôi xác định trạng thái pha của hợp kim titan và kim loại hoạt động rất khác nhau ở các vùng pha khác nhau. Trong quá trình ép đùn ở các vùng pha hoặc +, dòng kim loại tương đối đồng đều, nhưng ngay cả như vậy, việc đạt được chất lượng bề mặt cao vẫn còn nhiều thách thức. Ngược lại, quá trình ép đùn ở nhiệt độ pha càng làm trầm trọng thêm dòng chảy không đồng đều. Ngoài ra, titan ở nhiệt độ trên 980 độ có thể tạo thành chất eutectic-nóng chảy thấp với khuôn hợp kim dựa trên sắt-và niken{7}}, dẫn đến khuôn bị mòn nghiêm trọng. Điều này có nghĩa là việc đùn hợp kim titan phải dựa vào chất bôi trơn; nếu không thì nó không thể diễn ra suôn sẻ được.
Quá trình ép đùn: 'đòn bẩy then chốt' để điều khiển bên ngoài. Phương pháp ép đùn: chọn phương pháp phù hợp tránh đi đường vòng; đùn về phía sau đồng đều hơn so với đùn về phía trước. Tốc độ ép đùn: công việc chậm mang lại kết quả tốt; Kiểm soát tốc độ đùn và cho kim loại đủ thời gian biến dạng là rất quan trọng để có dòng chảy đồng đều. Nhiệt độ ép đùn: cao hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn; kiểm soát nhiệt độ đòi hỏi kỹ năng kỹ thuật.
Tính chất và khuôn kim loại: chi tiết quyết định thành công hay thất bại. Ngoài bản thân vật liệu và các thông số quy trình, các yếu tố như độ bền vốn có của kim loại và thiết kế khuôn có ảnh hưởng âm thầm đến tính đồng nhất của dòng kim loại. Độ bền của kim loại: một 'xương cứng' thực sự có thể ngoan ngoãn hơn. Thiết kế góc khuôn: nếu góc sai, công sức sẽ bị lãng phí. Mức độ biến dạng: quá nhiều hoặc quá ít đều có hại; chỉ cần đúng số lượng là tốt nhất. Do đó, việc kiểm soát biến dạng chính xác là điều kiện tiên quyết quan trọng để đảm bảo dòng vật liệu titan đồng đều.
