Stangenrohlinge aus Titanlegierung haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, was zu einem großen Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche und den inneren Schichten während der Heißextrusion führen kann. Wenn die Temperatur des Extrusionszylinders 400 beträgt, kann der Temperaturunterschied 200-250 Grad erreichen. Unter dem kombinierten Einfluss von Saugverstärkung und großem Temperaturunterschied im Querschnitt des Stahlbarrens erzeugt das Metall an der Oberfläche und in der Mitte des Barrens eine völlig unterschiedliche Festigkeit und Plastizität. Während des Extrusionsprozesses verursacht es eine sehr ungleichmäßige Verformung und erzeugt eine erhebliche zusätzliche Zugspannung auf der Oberfläche, was zur Hauptursache für Oberflächenrisse und Risse in den extrudierten Produkten wird. Das Heißextrusionsverfahren von Titanstangen und Stangenprodukten aus Titanlegierung ist komplexer als das von Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen und sogar Stahl, was durch die besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Titanstangen und Stangen aus Titanlegierung bestimmt wird.
Untersuchungen zur Metallfließkinetik von industriellen Titanlegierungen zeigen, dass es signifikante Unterschiede im Metallfließverhalten in verschiedenen Temperaturbereichen gibt, die jeder Legierung entsprechen. Daher ist einer der Hauptfaktoren, die die Extrusionsfließeigenschaften von Titanstäben und Titanlegierungsstäben beeinflussen, die Erwärmungstemperatur des Knüppels, die den Phasenübergangszustand des Metalls bestimmt. Im Vergleich zur Temperaturextrusion im P-Phasen-Bereich ist der Metallfluss im a-Phasen- oder P-Phasen-Bereich gleichmäßiger. Es ist schwierig, extrudierte Produkte mit hoher Oberflächenqualität zu erhalten. Bisher müssen bei der Extrusionsverarbeitung von Stangen aus Titanlegierung Schmiermittel verwendet werden. Der Hauptgrund dafür ist, dass Titan bei 980 und 1030 Grad mit Formmaterialien aus Eisen- oder Nickelbasislegierungen ein Eutektikum bildet, was zu starkem Formverschleiß führt.
Die Hauptfaktoren, die den Metallfluss während des Extrusionsprozesses beeinflussen, sind:
(1) Squeeze-Methode. Der Metallfluss beim Rückwärtsstrangpressen ist gleichmäßiger als beim Vorwärtsstrangpressen, Kaltstrangpressen ist gleichmäßiger als Heißstrangpressen und geschmiertes Strangpressen ist gleichmäßiger als nicht geschmiertes Strangpressen. Die Wirkung von Extrusionsverfahren wird durch Veränderung der Reibungsverhältnisse erreicht.
(2) Quetschgeschwindigkeit. Wenn die Extrusionsgeschwindigkeit zunimmt, verstärkt sich die Ungleichmäßigkeit des Metallflusses.
(3) Extrusionstemperatur. Wenn die Extrusionstemperatur ansteigt und der Verformungswiderstand des Knüppels abnimmt, verstärkt sich das ungleichmäßige Fließen des Metalls. Wenn während des Extrusionsprozesses die Heiztemperatur des Extrusionszylinders und der Form zu niedrig ist, wird der Temperaturunterschied zwischen der äußeren und der mittleren Schicht groß und die Ungleichmäßigkeit des Metallflusses wird zunehmen. Je besser die Wärmeleitfähigkeit des Metalls ist, desto gleichmäßiger ist die Temperaturverteilung an der Stirnseite des Barrens.
(4) Metallfestigkeit. Wenn die anderen Bedingungen gleich sind, gilt: Je stärker das Metall, desto gleichmäßiger der Metallfluss.
(5) Formwinkel. Je größer der Kokillenwinkel (dh der Winkel zwischen der Kokillenstirnfläche und der Mittelachse), desto ungleichmäßiger der Metallfluss. Wenn eine poröse Form zum Extrudieren verwendet wird, ist die Anordnung der Formlöcher vernünftig und der Metallfluss neigt dazu, gleichförmig zu sein.
(6) Verformungsgrad. Ist der Umformgrad zu groß oder zu klein, ist der Metallfluss ungleichmäßig.
