อะไรคือปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการไหลของโลหะในการอัดขึ้นรูปวัสดุไทเทเนียม?

การอัดขึ้นรูปเป็นวิธีการสำคัญในการแปรรูปพลาสติกของวัสดุไทเทเนียม สถานะการไหลของโลหะเป็นปัจจัยหลักของคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูป ความสม่ำเสมอส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกล ความแม่นยำของมิติ และคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ การไหลที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ช่องว่างการหดตัว รอยแตกร้าว และการแยกองค์ประกอบ

I. คุณสมบัติของวัสดุไทเทเนียม

โครงสร้างผลึก องค์ประกอบทางเคมี และคุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ของวัสดุไทเทเนียมเป็นปัจจัยโดยธรรมชาติ ในระหว่างการอัดขึ้นรูป ปัจจัยเหล่านี้จะกำหนดพฤติกรรมการไหลของโลหะและส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการเปลี่ยนรูปพลาสติกและความต้านทานการไหล

 

 

1. โครงสร้างผลึกและลักษณะการเปลี่ยนแปลงเฟส

• การเปลี่ยนเฟสของไทเทเนียมบริสุทธิ์: ที่อุณหภูมิห้อง จะมี -Ti ซึ่งมีความเป็นพลาสติกที่อุณหภูมิต่ำ-ต่ำและการไหลไม่สม่ำเสมอ เหนือ 882 องศา จะเปลี่ยนเป็น -Ti โดยมีพลาสติกที่ดีขึ้นและการไหลสม่ำเสมอมากขึ้น

 

• อิทธิพลขององค์ประกอบอัลลอยด์: -องค์ประกอบที่ทำให้เสถียร เช่น Al และ Sn จะทำให้อุณหภูมิของการเปลี่ยนเฟสเพิ่มขึ้น -องค์ประกอบที่ทำให้เสถียร (Mo และ V ) จะทำให้อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสลดลง จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำตามองค์ประกอบเพื่อให้ตรงกับการไหลที่เหมาะสมที่สุด

 

2. องค์ประกอบทางเคมีและปริมาณสิ่งเจือปน

• อิทธิพลของส่วนประกอบหลัก: เปลี่ยนแปลงความต้านทานการเสียรูปของอุณหภูมิสูง-และความเป็นพลาสติก การเบี่ยงเบนในองค์ประกอบจากช่วงการออกแบบทำให้เกิดการไหลที่ไม่สม่ำเสมอได้ง่าย

 

• อิทธิพลของสิ่งสกปรก: O, N และ C เพิ่มความต้านทานและลดความเป็นพลาสติก อาจทำให้เกิดการแตกร้าว ปริมาณ Fe เพียงเล็กน้อยจะเป็นประโยชน์ต่อความเป็นพลาสติก แต่ Fe ที่มากเกินไปจะทำให้เกิดระยะเปราะที่เป็นอุปสรรคต่อการไหล ต้องการการควบคุมสิ่งเจือปนอย่างเข้มงวด

 

3. คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์

• การนำความร้อนต่ำ: ความร้อนจากการเปลี่ยนรูปเป็นเรื่องยากที่จะกระจายออกไป มีแนวโน้มที่จะมีอุณหภูมิสูงในท้องถิ่น ส่งผลให้ศูนย์กลางอ่อนมีการไหลเร็ว และขอบแข็งมีการไหลช้า ทำให้เกิดความแตกต่างของความเร็วการไหล

 

• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเล็กน้อย: การหดตัว/การขยายตัวในปริมาณต่ำ แต่การควบคุมอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมจะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อน เปลี่ยนทิศทางการไหล และส่งผลต่อความแม่นยำของมิติ

 

ครั้งที่สอง พารามิเตอร์กระบวนการอัดรีด

 

1. อุณหภูมิการอัดขึ้นรูป

แกนหลักคือการปรับโครงสร้างเฟสของวัสดุโดยการควบคุมช่วงอุณหภูมิ ปรับสมดุลความเป็นพลาสติกและประสิทธิภาพ

• อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่าจุดเปลี่ยนเฟส): ความเป็นพลาสติกไม่ดี การแตกร้าวง่าย และการไหลของโลหะไม่สม่ำเสมอ ซึ่งควรหลีกเลี่ยงให้มากที่สุด

 

• อุณหภูมิปานกลาง (ใกล้กับจุดเปลี่ยนเฟส): + ขอบเขตเฟสคู่- ซึ่งต้องการการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ มิฉะนั้นอาจเกิดความเครียดภายในได้

 

• อุณหภูมิสูง (เหนือจุดเปลี่ยนเฟส): ความเป็นพลาสติกที่ดีและการไหลสม่ำเสมอ แต่อุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้เมล็ดพืชเจริญเติบโตและความแข็งแรงลดลง

 

• ตัวอย่าง: โดยทั่วไปจะใช้โลหะผสม Ti-6Al-4V ที่ 920-980 องศา ( + ขอบเขตเฟส) เพื่อปรับสมดุลความเป็นพลาสติกและความเสถียรของเกรน

 

2. ความเร็วในการอัดรีด

ควบคุมความเสถียรของการไหลโดยการควบคุมเวลาการเสียรูปและความร้อน

• ความเร็วต่ำ: การไหลสม่ำเสมอและคุณภาพพื้นผิวที่ดี แต่ประสิทธิภาพการผลิตต่ำและการยึดเกาะของแม่พิมพ์ง่าย

 

• ความเร็วสูง: อุณหภูมิในพื้นที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและการไหลเร่ง แต่มีแนวโน้มที่จะ "ไหลล่วงหน้า" ซึ่งนำไปสู่การเบี่ยงเบนมิติหรือรอยแตกร้าว

 

• ประเด็นสำคัญ: วัสดุไทเทเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการควบคุมความเร็วอย่างเข้มงวด ความเร็วทั่วไปสำหรับไทเทเนียมบริสุทธิ์คือ 5-15 มม./วินาที และสำหรับโลหะผสม Ti-6Al-4V คือ 3-10 มม./วินาที เกิน 20 มม./วินาที ทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ง่าย

 

3. อัตราส่วนการอัดขึ้นรูป

สะท้อนถึงระดับของการเสียรูปของวัสดุ ซึ่งส่งผลต่อความสม่ำเสมอและความหนาแน่นของการไหล

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

 

• Large extrusion ratio (>10): การเสียรูปเพียงพอ การไหลสม่ำเสมอ และมีความหนาแน่นสูง แต่มีความต้านทานการเสียรูปสูงและการสึกหรอของแม่พิมพ์ง่าย

 

• ตัวอย่าง: 8-15 สำหรับโปรไฟล์ผนังบางและ 15-25 สำหรับแท่งไทเทเนียมตัน โดยปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

 

4. เงื่อนไขการหล่อลื่น

ฟังก์ชั่นหลัก: ลดแรงเสียดทานระหว่างแม่พิมพ์กับวัสดุ ช่วยให้โลหะไหลสม่ำเสมอ และลดการสึกหรอของแม่พิมพ์และการใช้พลังงาน

• ข้อกำหนดหลัก: อุณหภูมิการอัดขึ้นรูปวัสดุไทเทเนียมอยู่ในระดับสูง และน้ำมันหล่อลื่นทั่วไปนั้นเสียหายได้ง่าย ต้องใช้สารหล่อลื่นที่ทนต่ออุณหภูมิสูง-

 

• วิธีการแก้ปัญหาที่ต้องการ: สารหล่อลื่นแบบแก้วสามารถสร้างฟิล์มแยกได้ ซึ่งช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีจาก 0.3-0.5 เป็น 0.1-0.2 และยังให้ฉนวนความร้อนและลดความเสียหายอีกด้วย

 

• คำเตือนความเสี่ยง: การหล่อลื่นไม่เพียงพอหรือความล้มเหลวของวัสดุจะนำไปสู่ ​​"โซนการไหลนิ่ง" ทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนพื้นผิวผลิตภัณฑ์และรอยแตกภายใน

 

กลุ่ม Ruihang ของเราเลือกวัตถุดิบอย่างเคร่งครัดเพื่อละลายและปรับแต่งแท่งไทเทเนียม โดยจัดหาแท่งไทเทเนียม แผ่นเพลต และผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมอื่นๆ คุณภาพสูงหลังจากการแปรรูปพลาสติกของวัสดุไทเทเนียม สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมโปรดติดต่อเราผ่านทางอีเมล์:Sam.Rui@bjrh-titanium.com