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鈦及鈦合金熱擠壓過程的特點

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-9-1 14:18:55
鈦及鈦合金坯料的熱導率低,在熱擠壓時會使表層與內層產生極大的溫差,當擠壓筒的溫度為400度時,溫差可達200~250度。在吸氣強化和坯料斷面有很大溫差的共同影響下,坯料表面和中心的金屬產生極不相同的強度性能和塑性性能,在擠壓過程中就會造成很不均勻的變形,在表面層中產生大的附加拉應力,成為在擠壓制品表面形成裂口和裂紋的根源。鈦及鈦合金制品的熱擠壓過程比鋁合金、銅合金,甚至鋼的擠壓過程更為復雜,這是由鈦及鈦合金特殊的物理化學性能所決定的。

擠壓時影響金屬流動的主要因素:

(1) 擠壓方法。反向擠壓比正向擠壓金屬流動均勻,冷擠壓比熱擠壓金屬流動均勻,潤滑擠壓比不潤滑擠壓金屬流動均勻。擠壓方法的影響是通過摩擦條件的改變來實現的。
(2) 擠壓溫度。擠壓溫度升高、坯料的變形抗力降低時金屬的不均勻流動加劇。擠壓過程中,如果擠壓筒和模子的加熱溫度過低,外層與中心層的金屬溫差大,則金屬流動的不均勻性增加。金屬導熱性越好,在錠坯端面上溫度分布越均勻。
(3) 金屬強度。在其他條件相同時,金屬強度越髙,金屬流動越均勻。
(4) 模角。模角《(即模子端面和中軸線間的夾角)越大,則金屬流動性越不均勻。當采用多孔模擠壓時,模孔排列合理,則金屬流動趨于均勻。
(5) 變形程度。變形程度過大或過小,金屬流動都不均勻。
(6) 擠壓速度。擠壓速度增加,金屬流動的不均勻性加劇。

工業鈦合金金屬流動動力學研究表明,在對應于各合金不同相狀態的溫度區中,金屬的流動行為出現極大的差異。因此,影響鈦及鈦合金擠壓流動特征的主要因素之一是決定金屬相變狀態的坯料加熱溫度。
在a或a+P相區溫度擠壓與在p相區溫度擠壓相比,金屬流動更均勻。擠壓制品要獲得高的表面質量的困難很大。到目前為止,鈦合金的擠壓過程必須采用潤滑劑。其主要原因是:在980度和1030度溫度下,會與鐵基或鎳基合金模具材料形成易熔共晶體,從而使模具強烈磨損。當使用石墨潤滑劑時,在制品表面可形成深的縱向刮線,這是鈦及鈦合金黏著于模具上工作帶來的后果。采用玻璃潤滑劑擠壓型材時,會導致新類型的缺陷“麻斑”,即制品表面層的裂口。研究表明,“麻斑”的出現是由于鈦及鈦合金的熱導率低,從而使坯料表面層劇烈冷卻、塑性劇烈下降的緣故。
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