Sáu yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy kim loại trong quá trình ép đùn vật liệu hợp kim titan
Độ dẫn nhiệt của thanh titan và phôi thanh hợp kim titan thấp, điều này sẽ gây ra chênh lệch nhiệt độ rất lớn giữa lớp bề mặt và lớp bên trong trong quá trình đùn nóng. Khi nhiệt độ của xi lanh đùn là 400 độ, chênh lệch nhiệt độ có thể đạt tới 200 ~ 250 độ. Dưới ảnh hưởng chung của việc tăng cường hút không khí và chênh lệch nhiệt độ lớn trong phần phôi, kim loại trên bề mặt và trung tâm của phôi tạo ra các đặc tính cường độ và tính chất dẻo rất khác nhau, sẽ gây ra biến dạng rất không đồng đều trong quá trình ép đùn. Một ứng suất kéo bổ sung lớn được tạo ra ở giữa, trở thành nguồn gốc của các vết nứt và vết nứt trên bề mặt của sản phẩm ép đùn. Quá trình đùn nóng của thanh titan và các sản phẩm thanh hợp kim titan phức tạp hơn so với hợp kim nhôm, hợp kim đồng và thậm chí cả thép, 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 chảy kim loại của hợp kim titan công nghiệp cho thấy, trong vùng nhiệt độ tương ứng với các trạng thái pha khác nhau của từng hợp kim, tính chất chảy của các kim loại có sự khác biệt rất lớn. Do đó, một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến đặc tính dòng đùn của thanh titan và thanh hợp kim titan là nhiệt độ gia nhiệt phôi quyết định trạng thái chuyển tiếp pha kim loại. Dòng kim loại đồng đều hơn khi được ép đùn ở nhiệt độ của vùng pha a hoặc vùng cộng P so với nhiệt độ của vùng pha p. Rất khó để có được chất lượng bề mặt cao cho các sản phẩm ép đùn. Cho đến nay, quá trình ép đùn các thanh hợp kim titan phải sử dụng chất bôi trơn. Lý do chính là titan sẽ tạo thành một eutectic eutectic với vật liệu khuôn hợp kim gốc sắt hoặc niken ở nhiệt độ 980 độ và 1030 độ, điều này sẽ gây hao mòn nghiêm trọng cho khuôn.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến dòng chảy của kim loại trong quá trình đùn:
1) Phương pháp ép đùn. Đùn ngược có dòng kim loại đồng đều hơn so với đùn thuận, đùn lạnh có dòng kim loại đồng đều hơn so với đùn nóng và đùn bôi trơn có dòng kim loại đồng đều hơn so với đùn không bôi trơn. Ảnh hưởng của phương pháp ép đùn đạt được bằng cách thay đổi các điều kiện ma sát.
2) Tốc độ đùn. Khi tốc độ đùn tăng lên, tính không đồng nhất của dòng kim loại tăng lên.
3) Nhiệt độ đùn. Dòng chảy không đồng đều của kim loại tăng cường khi nhiệt độ đùn tăng và khả năng chống biến dạng của phôi giảm. Trong quá trình ép đùn, nếu nhiệt độ gia nhiệt của xi lanh đùn và khuôn quá thấp và chênh lệch nhiệt độ kim loại giữa lớp ngoài và lớp trung tâm lớn, thì sự không đồng đều của dòng kim loại sẽ tăng lên. Độ dẫn nhiệt của kim loại càng tốt thì sự phân bố nhiệt độ trên mặt cuối của phôi càng đồng đều.
4) Độ bền của kim loại. Khi các điều kiện khác bằng nhau, độ bền kim loại càng cao thì kim loại chảy càng đều.
5) Góc khuôn. Góc khuôn càng lớn (nghĩa là góc giữa mặt cuối của khuôn và trục trung tâm), tính lưu động của kim loại càng không đồng đều. Khi khuôn nhiều lỗ được sử dụng để ép đùn, các lỗ khuôn được sắp xếp hợp lý và dòng kim loại có xu hướng đồng đều.
6) Mức độ biến dạng. Nếu mức độ biến dạng quá lớn hoặc quá nhỏ, dòng kim loại sẽ không đều.
