Теплопроводность титановых стержней низкая, а горячая экструзия приводит к большой разнице температур между поверхностью и внутренним слоем. Когда температура экструзионного цилиндра составляет 400°С, разница температур может достигать 200~250°С. Под совместным воздействием усиления всасывания и большой разницы температур в поперечном сечении заготовки металл на поверхности и в центре заготовки приобретает совершенно разную прочность и пластичность, что приводит к очень неравномерной деформации в процессе экструзии и образованию большие дополнительные растягивающие напряжения на поверхности, становящиеся источником трещин на поверхности экструдированного изделия. Процесс горячей экструзии изделий из титана и титановых сплавов сложнее, чем из алюминиевых сплавов, медных сплавов и даже стали, что определяется особыми физико-химическими свойствами титана и титановых сплавов.
Исследования динамики течения металлов промышленных титановых сплавов показывают, что существуют большие различия в поведении течения металла в различных соответствующих температурных зонах каждого сплава. Таким образом, одним из основных факторов, влияющих на характеристики потока экструзии титановых стержней Baoji и стержней из титановых сплавов, является температура нагрева заготовки, которая определяет состояние фазового перехода металла. По сравнению с температурной экструзией в зоне Р-фазы течение металла в зоне а-фазы или зоне Р-фазы является более равномерным. Получить изделия с высоким качеством поверхности сложно. До сих пор смазочные материалы необходимо использовать при экструзионной обработке прутков из титановых сплавов. Основная причина заключается в том, что титан образует эвтектику с материалами форм из сплавов на основе железа или никеля при температуре 980 и 1030 градусов, что приводит к сильному износу формы.
Основные факторы, влияющие на текучесть металла при экструзии:
(1) Метод экструзии. Поток металла при обратной экструзии более однороден, чем при прямой экструзии, холодная экструзия более равномерна, чем при горячей экструзии, а экструзия со смазкой более однородна, чем экструзия без смазки. Влияние метода экструзии достигается за счет изменения условий трения.
(2) Скорость экструзии. С увеличением скорости экструзии неравномерность течения металла увеличивается.
(3) Температура экструзии. При повышении температуры экструзии и уменьшении сопротивления деформации заготовки усиливается неравномерность течения металла. Если во время процесса экструзии температура нагрева экструзионного цилиндра и формы слишком низкая, разница температур между внешним слоем и центральным слоем будет большой, и неравномерность потока металла увеличится. Чем лучше теплопроводность металла, тем равномернее распределение температуры на торце слитка.
(4) Прочность металла. При прочих равных условиях чем прочнее металл, тем равномернее его течение.
(5) Угол матрицы. Чем больше угол матрицы (т.е. угол между торцом матрицы и центральной осью), тем неравномернее текучесть металла. При использовании матрицы с несколькими отверстиями для экструзии отверстия матрицы располагаются разумно, и поток металла имеет тенденцию быть равномерным.
(6) Степень деформации. Если степень деформации слишком велика или слишком мала, течение металла происходит неравномерно.
