Il-ligi tat-titanju jintużaw ħafna fl-ajruspazju, apparat mediku, u l-manifattura għolja ta 'tagħmir - minħabba s-saħħa speċifika għolja tagħhom, reżistenza eċċellenti għall-korrużjoni, u bijokompatibilità tajba. Madankollu, il-proċess ta 'estrużjoni sħuna ta'Bars tal-liga tat-titanjuJiffaċċja bosta sfidi, b'kumplessità sinifikament ogħla meta mqabbla ma 'ligi tal-aluminju, tar-ram u tal-azzar. Ibbażat fuq dinamika tal-fluss tal-metall u prattiki industrijali, dan l-artikolu janalizza b'mod sistematiku l-kwistjonijiet ewlenin u l-kontromiżuri fil-proċess ta 'estrużjoni sħuna ta' ligi tat-titanju.
一, analiżi ta 'diffikultajiet u mekkaniżmi tal-proċess
1. Differenza tat-temperatura tensjoni minħabba konduttività termali baxxa
Liga tat-titanjuGħandha konduttività termali baxxa (madwar 6.7 w / (m · k)), li hija biss 1/3 ta 'liga tal-aluminju u 1/5 ta' l-azzar. Matul il-proċess ta 'estrużjoni sħuna, jekk it-temperatura taċ-ċilindru ta' estrużjoni hija ta '400 grad, id-differenza fit-temperatura bejn is-saff tal-wiċċ u l-qalba tal-billetta tista' tilħaq 200-250 grad. Dan il-gradjent sinifikanti jirriżulta fi:
Il-metall tal-wiċċ jifforma "qoxra iebsa" b'qawwa għolja u plastiċità baxxa minħabba tkessiħ rapidu.
Il-qalba tal-metall iżżomm stat ta 'temperatura għolja u ta' plastiċità għolja;
Id-deformazzjoni tas-saffi ta 'ġewwa u ta' barra mhix koordinata, li tirriżulta fi stress tensili addizzjonali, li hija l-kawża ewlenija ta 'xquq tal-wiċċ.
Skond l-istatistika, ir-rata ta 'xquq tal-wiċċ ta' vireg tal-liga tat-titanju mhux ottimizzati hija għolja daqs 35%, filwaqt li prodotti simili ta 'liga tal-aluminju huma ġeneralment inqas minn 5%.
2. Il-fażi tal-bidla tas-sensittività u l-inomogeneità tal-fluss
It - temperatura ta 'transizzjoni + + / fażi ta'Liga tat-titanjutaffettwa b'mod sinifikanti l-imġieba tal-fluss tal-materjal:
Estrużjoni fiż-żona tal-fażi ('il fuq mill-punt ta' transizzjoni tal-fażi): fluwidità tajba, iżda suxxettibbli għal difetti fil-wiċċ bħal qoxra tal-larinġ;
Estrużjoni fir-reġjun tal-fażi + (taħt il-punt tal-bidla tal-fażi): il-metall juri fluss b'saffi, u d-differenza fir-rata tal-fluss taċ-ċentru tal-wiċċ tista 'tilħaq 20% -30%, li tirriżulta f'liwi eċċessiva.
Fl-industrija, it-temperatura tat-tisħin ġeneralment tkun ikkontrollata fin-nofs taż-żona tal-fażi + (eż., 920-950 grad għal-ligi TC4) biex tibbilanċja l-kwalità tal-wiċċ u l-uniformità tal-fluss.
3. Moffa - Reazzjoni tal-Interfaċċa tal-Billet u Ilbes
F'temperatura għolja ta '980-1030 grad,Ligi tat-titanjuhuma suxxettibbli għal reazzjonijiet ewtettiċi bil-ħadid - ibbażati jew nikil - materjali tal-moffa bbażati, li jiffurmaw fażijiet ta 'punt ta' tidwib baxx bħal TIFE u Tini, li jirriżultaw fl-ilbies u t-tqaxxir tal-adeżjoni tal-moffa. Mingħajr il-proċess tal-lubrikazzjoni, il-ħajja tal-moffa hija biss 200-300 biċċa; Wara l-użu ta 'lubrikant tal-ħġieġ, jista' jitneħħa għal aktar minn 1500 biċċa.
Il-funzjonijiet tal-qalba tal-lubrikanti jinkludu:
Iżolament tat-temperatura għolja: jifforma film likwidu 'l fuq minn 800 grad biex jimblokka l-kuntatt dirett;
Tnaqqis tal-frizzjoni u tnaqqis tat-tkaxkir: Naqqas il-koeffiċjent tal-frizzjoni minn 0.8 sa 0.1–0.2;
Inibizzjoni ta 'ossidazzjoni: Ikkontrolla l-ħxuna tas-saff ta' l-ossidu fuq il-wiċċ biex tevita difetti kkawżati mill-integrazzjoni ta 'l-iskala ta' l-ossidu fil-matriċi.
2, Ottimizzazzjoni tal-Proċess u Strateġija ta 'Kontroll tal-Fluss
1. Ottimizzazzjoni ta 'metodi ta' estrużjoni u kundizzjonijiet ta 'frizzjoni
Estrużjoni b'lura: L-uniformità tal-fluss tal-metall tiżdied b'40% meta mqabbla ma 'l-estrużjoni' l quddiem, u ż- "żona mejta" hija mnaqqsa minħabba li l-frizzjoni hija konsistenti mad-direzzjoni ta 'estrużjoni.
Estrużjoni tal-kesħa: Adattat għal vireg ta 'dijametru żgħir, l-uniformità tal-fluss hija aħjar mill-estrużjoni sħuna, u d-devjazzjoni standard tar-rata tal-fluss hija mnaqqsa b'25%;
Lubrikazzjoni Kompost: Uża grafita + żejt - lubrikant ibbażat, il-koeffiċjent tal-fluss tal-fluss jista 'jitnaqqas minn 0.35 għal 0.18.
2. Veloċità u Kontroll Koordinat tat-Temperatura
Iż-żieda fil-veloċità tal-estrużjoni (bħal 1 → 5 mm / s) iżżid id-differenza tar-rata tal-fluss bi 3 darbiet, li teħtieġ li tiġi kkumpensata permezz ta 'regolazzjoni tal-veloċità dinamika.
It-temperatura ta 'tisħin minn qabel taċ-ċilindru ta' estrużjoni u d-die (sa 400-450 grad u 350-400 grad rispettivament) kienet ikkontrollata biex tagħmel id-differenza fit-temperatura bejn il-wiċċ tat-tarf tal-billetta inqas minn jew daqs 50 grad u l-uniformità tar-rata tal-fluss żdiedet bi 15%.
3. Disinn tal-istruttura tal-moffa
L-angolu tal-kon tal-moffa huwa mnaqqas minn 120 grad għal 90 grad, li jista 'jnaqqas il-koeffiċjent tal-inugwaljanza tal-fluss bi 18%.
It-tqassim asimmetriku tal-moffa poruża ta '"toqba ċentrali kbira u toqba periferali żgħira" huwa adottat, li jżid ir-rata tal-fluss periferali bi 12% u jagħmel il-bilanċ ġenerali aktar bilanċjat.
Id-deformazzjoni totali hija kkontrollata għal 60% -70% biex tevita staġnar jew qsim minħabba insuffiċjenti (<40%) or excessive (>80%).
3, Każ tipiku: TC4Liga tat-titanjuOttimizzazzjoni tal-proċess ta 'estrużjoni tal-bar
Intrapriża naqqset ir-rata ta 'xquq tal-wiċċ ta' bar TC4 minn 28% għal inqas minn 3% permezz tal-miżuri komprensivi li ġejjin:
Sistema ta 'Tisħin: Tliet - tisħin tal-istadju (600 grad → 850 grad → 930 grad), il-ħin tal-preservazzjoni tas-sħana huwa kkalkulat skond id-dijametru ta' 1.5 minuti kull millimetru;
Skema ta 'lubrikazzjoni: Lubrikant tal-ħġieġ ta' 0.2 mm huwa miksi fuq il-wiċċ tal-billetta, u l-kisi tan-nitrurat tal-boron huwa sprejjat fil-moffa;
Veloċità - Rabta tat-temperatura: il-veloċità inizjali ta 'estrużjoni hija ta' 1 mm / s, il-veloċità tiżdied għal 3 mm / s meta d-denb vojt jidħol fiż-żona ta 'deformazzjoni, u t-temperatura taċ-ċilindru ta' estrużjoni tiżdied minn 400 grad għal 420 grad;
Disinn tal-moffa: angolu tal-konu ta '100 grad u die asimmetriku ta' 6 toqob, id-dijametru tat-toqba taċ-ċentru huwa 15% akbar mill-periferija.
Il-kwalità tal-prodott ottimizzata hija mtejba b'mod sinifikanti: id-dritt żdied minn 3 mm / m sa 1 mm / m, u l-ħruxija tal-wiċċ RA inqas minn jew daqs 0.8 μm skont l-istandards tal-ajruspazju.
4, Direzzjoni tal-Iżvilupp Futur
1. Kontroll tal-proċess intelliġenti
It-teknoloġija ġemellata diġitali hija introdotta biex tbassar l-istat tal-fluss tal-metall permezz ta 'simulazzjoni ta' ħin reali - u aġġusta b'mod dinamiku l-parametri tal-proċess.
2. Innovazzjoni materjali tal-moffa
Aħna żviluppajna forom komposti ta 'gradjent b'kobalt - wiċċ tal-liga bbażat uLiga tat-titanjuQalba, b'kont meħud ta 'reżistenza għall-ilbies ta' temperatura għolja u ħafif strutturali.
3. Ultrasound - estrużjoni assistita
L-użu ta 'vibrazzjoni ta' frekwenza għolja - biex titnaqqas l-istress tal-fluss huwa mistenni li jnaqqas il-forza ta 'estrużjoni b'20% -30%, u jtejjeb aktar il-kwalità u l-effiċjenza tal-iffurmar.
Bar tal-liga tat-titanjuL-estrużjoni sħuna hija "temperatura - stress - fluss" multi - proċess ta 'akkoppjar fuq il-post. Billi tikkontrolla b'mod preċiż it-temperatura ta 'transizzjoni tal-fażi, l-ottimizzazzjoni tal-interface tal-lubrikazzjoni, tinnova l-istruttura tal-moffa, u tintroduċi metodi ta' kontroll intelliġenti, tista 'ssolvi b'mod effettiv problemi ta' bottleneck bħal xquq u liwjiet, u tippromwovi l-iżvilupp ta 'materjali għoljin -}}}}} kosti Kbira - Manifattura fuq skala. Bl-integrazzjoni profonda tal-ġenoma materjali u l-intelliġenza industrijali, il-proċess ta 'estrużjoni ta' liga tat-titanju miexi lejn stadju ġdid ta '"personalizzazzjoni u difetti żero.