Caractéristiques du processus d'extrusion à chaud du titane et du matériau en alliage de titane

Les principaux facteurs affectant l'écoulement du métal lors de l'extrusion :

(1) Méthode d'extrusion. L'extrusion inverse a un flux de métal plus uniforme que l'extrusion vers l'avant, l'extrusion à froid a un flux de métal plus uniforme que l'extrusion à chaud et l'extrusion lubrifiée a un flux de métal plus uniforme que l'extrusion non lubrifiée. L'influence de la méthode d'extrusion est obtenue en modifiant les conditions de frottement.

(2) Température d'extrusion. L'écoulement irrégulier du métal s'intensifie lorsque la température d'extrusion augmente et que la résistance à la déformation de la billette diminue. Pendant le processus d'extrusion, si la température de chauffage du cylindre d'extrusion et du moule est trop basse et que la différence de température du métal entre la couche externe et la couche centrale est importante, la non-uniformité du flux de métal augmentera. Plus la conductivité thermique du métal est bonne, plus la répartition de la température sur la face d'extrémité de la billette est uniforme.

(3) Résistance du métal. Lorsque toutes les autres conditions sont égales, plus la résistance du métal est élevée, plus l’écoulement du métal est uniforme.

(4) Angle de matrice. Plus l'angle du moule (c'est-à-dire l'angle entre la face d'extrémité du moule et l'axe central) est grand, plus la fluidité du métal est inégale. Lorsque la filière multi-trous est utilisée pour l'extrusion, les trous de la filière sont disposés de manière raisonnable et le flux de métal a tendance à être uniforme.

(5) Degré de déformation. Si le degré de déformation est trop grand ou trop petit, le flux de métal sera inégal.

(6) Vitesse d'extrusion. À mesure que la vitesse d’extrusion augmente, l’inhomogénéité du flux de métal augmente.

L'étude de la dynamique d'écoulement des métaux dans les alliages industriels de titane montre que le comportement d'écoulement des métaux est très différent dans la plage de température correspondant aux différents états de phase de chaque alliage. Par conséquent, l’un des principaux facteurs affectant les caractéristiques d’écoulement d’extrusion du titane et des alliages de titane est la température de chauffage des billettes qui détermine l’état de transition de phase métallique.

Le flux de métal est plus uniforme lorsqu'il est extrudé à la température de la région de phase a ou a+P qu'à la température de la région de phase p. Il est très difficile d’obtenir une qualité de surface élevée pour les produits extrudés. Jusqu’à présent, le processus d’extrusion des alliages de titane nécessitait l’utilisation de lubrifiants. La raison principale est que le titane formera un eutectique eutectique avec des matériaux de moule à base de fer ou d'alliage à base de nickel à des températures de 980 degrés et 1030 degrés, ce qui entraînera une usure importante du moule. Lorsque du lubrifiant au graphite est utilisé, de profondes rayures longitudinales peuvent se former sur la surface du produit, conséquence de l'adhérence du titane et des alliages de titane au moule. Lors de l'extrusion de profilés avec des lubrifiants pour verre, un nouveau type de défauts "pickles" peut apparaître, c'est-à-dire des fissures dans la couche superficielle du produit. Des études ont montré que l'apparition de "pockmarks" est due à la faible conductivité thermique du titane et des alliages de titane, ce qui provoque un refroidissement violent de la couche superficielle de la billette et une forte diminution de la plasticité.