Apa Faktor Kunci yang Mempengaruhi Aliran Logam dalam Ekstrusi Bahan Titanium?

Cetakan ekstrusi adalah metode penting untuk pemrosesan plastik bahan titanium. Keadaan aliran logam adalah faktor inti kualitas produk yang diekstrusi; keseragamannya secara langsung mempengaruhi sifat mekanik, keakuratan dimensi, dan kualitas permukaan produk. Aliran yang tidak merata dapat menyebabkan cacat, seperti rongga penyusutan, retakan, dan segregasi komposisi.

 

 

Struktur kristal, komposisi kimia, dan sifat termofisikabahan titaniummerupakan faktor bawaan. Selama ekstrusi, faktor-faktor ini menentukan perilaku aliran logam dan secara langsung mempengaruhi kapasitas deformasi plastis dan hambatan aliran.

 

1. Struktur Kristal dan Karakteristik Transformasi Fasa

• Transformasi fase titanium murni: Pada suhu kamar, ia berbentuk -Ti dengan plastisitas-suhu rendah yang buruk dan aliran yang tidak merata; di atas 882 derajat, ia berubah menjadi -Ti dengan plastisitas yang lebih baik dan aliran yang lebih seragam.

 

• Pengaruh elemen paduan: -elemen penstabil seperti Al dan Sn meningkatkan suhu transformasi fasa; -elemen penstabil (Mo dan V )menurunkan suhu transformasi fasa. Kontrol suhu yang tepat sesuai komposisi diperlukan agar sesuai dengan aliran optimal

2. Komposisi Kimia dan Kandungan Pengotor

• Pengaruh komponen utama: Mengubah-ketahanan terhadap deformasi dan plastisitas suhu tinggi; penyimpangan komposisi dari kisaran desain dengan mudah menyebabkan aliran tidak merata.

 

• Pengaruh pengotor: O, N, dan C meningkatkan ketahanan dan mengurangi plastisitas. Kemungkinan menyebabkan retak; sejumlah kecil Fe bermanfaat bagi plastisitas, tetapi Fe yang berlebihan membentuk fase rapuh yang menghambat aliran. Perlu kontrol pengotor yang ketat.

3. Sifat Termofisika

• Konduktivitas termal rendah: Panas deformasi sulit dihilangkan, rentan terhadap suhu tinggi lokal, mengakibatkan pusat lunak dengan aliran cepat dan tepi keras dengan aliran lambat, membentuk perbedaan kecepatan aliran.

 

• Koefisien ekspansi linier kecil: Kontraksi/ekspansi volume rendah, tetapi kontrol suhu yang tidak tepat akan menghasilkan tekanan termal, menggeser arah aliran dan mempengaruhi akurasi dimensi.

 

 

1. Suhu Ekstrusi

Intinya adalah menyesuaikan struktur fasa material dengan mengontrol kisaran suhu, menyeimbangkan plastisitas dan kinerja.

• Suhu rendah (di bawah titik transformasi fasa): Plastisitas buruk, mudah retak, dan aliran logam tidak merata, yang harus dihindari sebisa mungkin.

 

• Suhu sedang (mendekati titik transformasi fasa): + wilayah-fasa ganda, memerlukan kontrol suhu yang tepat; jika tidak, kemungkinan besar akan terjadi tekanan internal.

 

• Suhu tinggi (di atas titik transformasi fasa): Plastisitas yang baik dan aliran seragam, tetapi suhu yang terlalu tinggi akan menyebabkan pertumbuhan butiran dan berkurangnya kekuatan.

 

• Contoh: Paduan Ti-6Al-4V umumnya digunakan pada 920-980 derajat (+ wilayah fase) untuk menyeimbangkan plastisitas dan stabilitas butiran.

2. Kecepatan Ekstrusi

Mengatur stabilitas aliran dengan mengontrol waktu deformasi dan panas.

• Kecepatan rendah: Aliran seragam dan kualitas permukaan bagus, tetapi efisiensi produksi rendah dan adhesi cetakan mudah.

 

• Kecepatan tinggi: Kenaikan suhu lokal yang cepat dan percepatan aliran, tetapi rentan terhadap "aliran maju", yang menyebabkan penyimpangan dimensi atau retakan.

 

• Poin penting: Bahan titanium memiliki konduktivitas termal yang rendah, sehingga diperlukan kontrol kecepatan yang ketat. Kecepatan umum untuk titanium murni adalah 5-15 mm/s, dan untuk paduan Ti-6Al-4V adalah 3-10 mm/s; melebihi 20 mm/s mudah mengalami cacat.

3. Rasio Ekstrusi

Mencerminkan tingkat deformasi material, yang mempengaruhi keseragaman dan kepadatan aliran.

• Rasio ekstrusi kecil (<10): Small deformation, flow concentrated in the center, and easy "subsurface porosity" at the edges.

 

• Large extrusion ratio (>10): Deformasi yang cukup, aliran seragam, dan kepadatan tinggi, tetapi ketahanan deformasi besar dan keausan cetakan mudah.

 

• Contoh: 8-15 untuk profil berdinding tipis dan 15-25 untuk batang titanium padat, disesuaikan dengan kebutuhan produk yang berbeda.

4. Kondisi Pelumasan

Fungsi inti: Mengurangi gesekan antara cetakan dan material, memfasilitasi aliran logam yang seragam, dan mengurangi keausan cetakan dan konsumsi energi.

• Persyaratan utama: Suhu ekstrusi bahan titanium tinggi, dan pelumas konvensional mudah rusak; -pelumas tahan suhu tinggi harus digunakan.

 

• Solusi yang disukai: Pelumas kaca dapat membentuk film isolasi, mengurangi koefisien gesekan dari 0,3-0,5 menjadi 0,1-0,2, dan juga memberikan insulasi panas dan pengurangan kerusakan.

 

• Peringatan risiko: Pelumasan yang tidak mencukupi atau kegagalan material akan menyebabkan "zona aliran stagnan", menyebabkan permukaan produk tergores dan retakan internal.

 

Grup Ruihang kami secara ketat memilih bahan mentah untuk melebur dan memurnikan batangan titanium, memasok batangan, pelat titanium, dan produk titanium lainnya berkualitas tinggi setelah pemrosesan plastik bahan titanium. Untuk lebih jelasnya, silahkan menghubungi kami melalui Email:Sam.Rui@bjrh-titanium.com