टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरणों और उच्च - अंत उपकरण विनिर्माण में उनकी उच्च विशिष्ट शक्ति, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और अच्छी जैव -रासायनिकता के कारण किया जाता है। हालांकि, की गर्म एक्सट्रूज़न प्रक्रियाटाइटेनियम मिश्र धातु बारएल्यूमीनियम, तांबा और स्टील मिश्र धातुओं की तुलना में काफी अधिक जटिलता के साथ कई चुनौतियों का सामना करता है। धातु प्रवाह की गतिशीलता और औद्योगिक प्रथाओं के आधार पर, यह लेख टाइटेनियम मिश्र धातुओं की गर्म एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में प्रमुख मुद्दों और काउंटरमेशर्स का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करता है।
一, प्रक्रिया कठिनाइयों और तंत्रों का विश्लेषण
1। कम तापीय चालकता के कारण तापमान अंतर तनाव
टाइटेनियम मिश्र धातुकम तापीय चालकता (लगभग 6.7 w/(m · k)) है, जो कि एल्यूमीनियम मिश्र धातु का केवल 1/3 और स्टील का 1/5 है। हॉट एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान, यदि एक्सट्रूज़न सिलेंडर का तापमान 400 डिग्री है, तो सतह की परत और बिलेट के कोर के बीच तापमान का अंतर 200-250 डिग्री तक पहुंच सकता है। इस महत्वपूर्ण ढाल में परिणाम:
सतह धातु तेजी से ठंडा होने के कारण उच्च शक्ति और कम प्लास्टिसिटी के साथ एक "हार्ड शेल" बनाती है।
कोर धातु एक उच्च तापमान और उच्च प्लास्टिसिटी स्थिति को बनाए रखता है;
आंतरिक और बाहरी परतों की विरूपण अस्वाभाविक है, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त तन्य तनाव होता है, जो सतह दरार का मुख्य कारण है।
आंकड़ों के अनुसार, अनियंत्रित टाइटेनियम मिश्र धातु सलाखों की सतह दरार दर 35%के रूप में अधिक है, जबकि इसी तरह के एल्यूमीनियम मिश्र धातु उत्पाद आमतौर पर 5%से कम होते हैं।
2. सेंसिटिविटी बदलें और इनहोमोजेनी का प्रवाह करें
का + / चरण संक्रमण तापमानटाइटेनियम मिश्र धातुमहत्वपूर्ण रूप से सामग्री के प्रवाह व्यवहार को प्रभावित करता है:
चरण क्षेत्र में एक्सट्रूज़न (चरण संक्रमण बिंदु के ऊपर): अच्छी तरलता, लेकिन नारंगी छिलके जैसे सतह दोषों के लिए प्रवण;
+ चरण क्षेत्र (चरण परिवर्तन बिंदु के नीचे) में एक्सट्रूज़न: धातु एक स्तरित प्रवाह दिखाता है, और सतह केंद्र के प्रवाह दर में अंतर 20%-30%तक पहुंच सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक झुकना होता है।
उद्योग में, हीटिंग तापमान आमतौर पर सतह की गुणवत्ता और प्रवाह एकरूपता को संतुलित करने के लिए + चरण क्षेत्र (जैसे, टीसी 4 मिश्र धातुओं के लिए 920-950 डिग्री) के बीच में नियंत्रित किया जाता है।
3। मोल्ड - बिललेट इंटरफ़ेस प्रतिक्रिया और पहनें
980-1030 डिग्री के उच्च तापमान पर,टाइटेनियम मिश्र धातुआयरन - आधारित या निकेल - आधारित मोल्ड सामग्री के साथ यूटेक्टिक प्रतिक्रियाओं के लिए प्रवण हैं, जो कम पिघलने बिंदु चरणों जैसे कि Tife और tini का निर्माण करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मोल्ड आसंजन पहनने और छीलने का कारण बनता है। स्नेहन प्रक्रिया के बिना, मोल्ड जीवन केवल 200-300 टुकड़े हैं; ग्लास स्नेहक का उपयोग करने के बाद, इसे 1500 से अधिक टुकड़ों में उठाया जा सकता है।
स्नेहक के मुख्य कार्यों में शामिल हैं:
उच्च तापमान अलगाव: प्रत्यक्ष संपर्क को ब्लॉक करने के लिए 800 डिग्री से ऊपर एक तरल फिल्म बनाएं;
घर्षण में कमी और ड्रैग कमी: घर्षण गुणांक को 0.8 से 0.1–0.2 तक कम करें;
ऑक्सीकरण का निषेध: मैट्रिक्स में ऑक्साइड पैमाने के एम्बेडिंग के कारण होने वाले दोषों से बचने के लिए सतह पर ऑक्साइड परत की मोटाई को नियंत्रित करें।
2, प्रक्रिया अनुकूलन और प्रवाह नियंत्रण रणनीति
1। एक्सट्रूज़न विधियों और घर्षण की स्थिति का अनुकूलन
रिवर्स एक्सट्रूज़न: फॉरवर्ड एक्सट्रूज़न की तुलना में धातु के प्रवाह की एकरूपता में 40% की वृद्धि हुई है, और "डेड ज़ोन" कम हो जाता है क्योंकि घर्षण एक्सट्रूज़न दिशा के अनुरूप है।
कोल्ड एक्सट्रूज़न: छोटे व्यास की सलाखों के लिए उपयुक्त, प्रवाह एकरूपता गर्म एक्सट्रूज़न से बेहतर है, और प्रवाह दर का मानक विचलन 25%तक कम हो जाता है;
समग्र स्नेहन: ग्रेफाइट + तेल - आधारित स्नेहक का उपयोग करते हुए, प्रवाह असमानता गुणांक 0.35 से 0.18 तक कम किया जा सकता है।
2। गति और तापमान समन्वित नियंत्रण
एक्सट्रूज़न की गति में वृद्धि (जैसे 1 → 5 मिमी/सेकंड) से प्रवाह दर अंतर में 3 गुना बढ़ जाएगी, जिसे गतिशील गति विनियमन द्वारा मुआवजा दिया जाना चाहिए।
एक्सट्रूज़न सिलेंडर और डाई (क्रमशः 400-450 डिग्री तक और 350-400 डिग्री तक) का प्रीहीटिंग तापमान बिलेट के अंतिम चेहरे के बीच तापमान अंतर को 50 डिग्री से कम या बराबर करने के लिए नियंत्रित किया गया था और प्रवाह दर की एकरूपता में 15%की वृद्धि हुई।
3। मोल्ड संरचना डिजाइन
मोल्ड का शंकु कोण 120 डिग्री तक कम हो जाता है, जो कि प्रवाह असमानता गुणांक को 18%तक कम कर सकता है।
"बड़े केंद्रीय छेद और छोटे परिधीय छेद" के असममित झरझरा मोल्ड लेआउट को अपनाया जाता है, जो परिधीय प्रवाह दर को 12% तक बढ़ाता है और समग्र संतुलन को अधिक संतुलित बनाता है।
अपर्याप्त के कारण ठहराव या क्रैकिंग से बचने के लिए कुल विरूपण को 60% -70% पर नियंत्रित किया जाता है (<40%) or excessive (>80%).
3, विशिष्ट मामला: TC4टाइटेनियम मिश्र धातुबार एक्सट्रूज़न प्रक्रिया अनुकूलन
एक उद्यम ने TC4 बार की सतह दरार दर को 28% से कम कर दिया, जो निम्नलिखित व्यापक उपायों के माध्यम से 3% से कम हो गया:
हीटिंग सिस्टम: तीन - स्टेज हीटिंग (600 डिग्री → 850 डिग्री → 930 डिग्री), गर्मी संरक्षण समय की गणना 1.5 मिनट प्रति मिलीमीटर के व्यास के अनुसार की जाती है;
स्नेहन योजना: 0.2 मिमी ग्लास स्नेहक को बिलेट की सतह पर लेपित किया जाता है, और बोरॉन नाइट्राइड कोटिंग को मोल्ड में छिड़का जाता है;
स्पीड - तापमान लिंकेज: प्रारंभिक एक्सट्रूज़न की गति 1 मिमी/सेकंड है, गति 3 मिमी/एस तक बढ़ जाती है जब रिक्त पूंछ विरूपण क्षेत्र में प्रवेश करती है, और एक्सट्रूज़न सिलेंडर तापमान 400 डिग्री से 420 डिग्री तक बढ़ जाता है;
मोल्ड डिज़ाइन: 100 डिग्री शंकु कोण और विषम 6-होल डाई, केंद्र छेद का व्यास परिधि से 15% बड़ा है।
अनुकूलित उत्पाद की गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ है: सीधे 3 मिमी/मी से 1 मिमी/मीटर तक बढ़ गया, और सतह खुरदरापन आरए एयरोस्पेस मानकों के अनुसार 0.8 माइक्रोन से कम या बराबर है।
4, भविष्य के विकास की दिशा
1। बुद्धिमान प्रक्रिया नियंत्रण
डिजिटल ट्विन तकनीक को वास्तविक - समय सिमुलेशन के माध्यम से धातु प्रवाह स्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए पेश किया जाता है और प्रक्रिया मापदंडों को गतिशील रूप से समायोजित किया जाता है।
2। मोल्ड सामग्री नवाचार
हमने एक कोबाल्ट - आधारित मिश्र धातु की सतह के साथ ढाल समग्र सांचे विकसित किए हैं औरटाइटेनियम मिश्र धातुकोर, उच्च तापमान पहनने के प्रतिरोध और संरचनात्मक हल्के को ध्यान में रखते हुए।
3। अल्ट्रासाउंड - असिस्टेड एक्सट्रूज़न
प्रवाह तनाव को कम करने के लिए उच्च - आवृत्ति कंपन का उपयोग 20%-30%तक एक्सट्रूज़न बल को कम करने की उम्मीद है, जिससे मोल्डिंग की गुणवत्ता और दक्षता में सुधार होता है।
टाइटेनियम मिश्र धातु बारहॉट एक्सट्रूज़न एक विशिष्ट "तापमान - तनाव - प्रवाह" बहु - फ़ील्ड युग्मन प्रक्रिया है। चरण संक्रमण तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित करके, स्नेहन इंटरफ़ेस को अनुकूलित करना, मोल्ड संरचना को नया करना, और बुद्धिमान नियंत्रण विधियों को पेश करना, यह दरारें और झुकने जैसी बोतलों की समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल कर सकता है, और उच्च - अंत टाइटेनियम सामग्री को उच्च {{5} {6} {6} {6} {6}--- {6} { उत्पादन। सामग्री जीनोम और औद्योगिक बुद्धिमत्ता के गहरे एकीकरण के साथ, टाइटेनियम मिश्र धातु हॉट एक्सट्रूज़न प्रक्रिया "अनुकूलन और शून्य दोष" के एक नए चरण की ओर बढ़ रही है।