Adquirindo barras de titânio? Saiba como o fluxo de metal afeta seu produto final

Quando você extrudam barras ou tarugos de titânio, o maior desafio vem da baixa condutividade térmica do Titanium. Durante a extrusão quente, a diferença de temperatura entre as camadas externas e internas do tarugo pode atingir 200 a 250 graus quando o barril de extrusão estiver em 400 graus.

Combinada com a forte absorção de gás do titânio, esse gradiente de temperatura causa grandes diferenças de força e ductilidade entre a superfície e o centro. O resultado? Deformação desigual durante a extrusão.

As camadas de superfície são propensas a tensões de tração adicionais, geralmente causando rachaduras e defeitos na superfície. Comparado ao alumínio, cobre ou até extrusão de aço, a extrusão a quente de titânio é muito mais complexa devido a essas propriedades físicas e químicas únicas.

O comportamento do fluxo das ligas de titânio depende muito da temperatura. Pesquisas mostram que diferentes estados de fase (fase, + fase e fase) produzem características de fluxo significativamente diferentes:

• A extrusão na região da fase OR + resulta em um fluxo de metal mais uniforme.
• A extrusão na região da fase tende a criar fluxo desigual.

Mesmo em temperaturas de fase ideais, alcançar alta qualidade da superfície pode ser complicado. Em cerca de 980 a 1030 graus, o titânio pode formar a eutetics de fusão baixa - com materiais de matrizes baseados em Fe - e ni -, causando desgaste grave. É por isso que a lubrificação adequada é crítica para a extrusão de liga de titânio.

Para otimizar seu processo de extrusão, você precisa entender seis fatores principais que afetam diretamente o fluxo de metal:

1. Método de extrusão - o atrito é crítico

• Extrusão para trás (indireta)> Extrusão para a frente: a extrusão para trás altera a direção do atrito, reduzindo a resistência e melhorando a uniformidade do fluxo.
• Extrusão a frio> Extrusão quente: estruturas de grãos estáveis ​​em condições frias promovem deformação consistente.
• Extrusão lubrificada> Extrusão a seco: um filme de lubrificante diminui o atrito e aumenta a estabilidade do fluxo.

2. Velocidade de extrusão - muito rápido leva à turbulência

Velas de extrusão mais altas podem piorar o fluxo desigual. Em velocidades excessivas, o metal não pode se deformar uniformemente; O metal externo diminui a velocidade devido ao atrito do barril, enquanto o centro flui mais rápido, criando desequilíbrios de fluxo.

3. Temperatura de extrusão - o assassino invisível

A variação de temperatura dentro do tarugo é um culpado principal:

• A alta temperatura reduz a resistência da deformação, mas pode amplificar o fluxo desigual.
• O pior aquecimento do barril ou matriz causa gradientes de temperatura interna externa -, piorando a estabilidade do fluxo.
• Os metais com melhor condutividade térmica exibem mais fluxo uniforme.

4. Resistência ao metal - maior força significa melhor fluxo

Em condições idênticas, as ligas de titânio de força mais altas - tendem a se deformar de maneira mais uniforme devido à ligação de grãos mais forte. As ligas de força - inferiores são mais propensas à deformação localizada.

5. ângulo de matriz - ângulos maiores causam excentricidade do fluxo

• Um ângulo de matriz maior aumenta a distribuição desigual de resistência: fluxo mais lento próximo às paredes da matriz, fluxo mais rápido no centro.
• Em Multi - matrizes, o arranjo de orifícios inteligentes ajuda a equilibrar o fluxo em todos os canais.

6. grau de deformação - o equilíbrio é fundamental

• Muito pouca deformação: as tensões internas são insuficientes, causando deformação incompleta.
• Muita deformação: tensões internas excessivas podem quebrar o tarugo e causar turbulência de fluxo.

Agora que você entende as principais variáveis, pode tomar medidas acionáveis:

• Otimize o aquecimento do tarugo para controlar os gradientes de temperatura.
• Selecione o método de extrusão correto e a lubrificação para reduzir o atrito.
• Monitore e ajuste a velocidade de extrusão e die a geometria para o fluxo uniforme.

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