チタンバーを調達していますか?メタルフローが最終製品にどのような影響を与えるかを学ぶ

航空宇宙、医療機器、その他のハイテク製造分野で働いている方は、軽量、高強度、優れた耐食性により、チタンおよびチタン合金が主流であることをすでにご存知でしょう。{0}ただし、チタンの押出プロセスは金属の流れに非常に敏感です。不均一な流れは、製品の性能と表面品質に直接影響を与える可能性があります。

このガイドでは、チタン押出時の金属の流れに何が影響するのか、そしてより良い結果を得るためにプロセスを最適化する方法について学びます。

チタンの棒やビレットを押し出す際の最大の課題は、チタンの熱伝導率の低さです。熱間押出中、押出バレルが 400 度の場合、ビレットの外層と内層の温度差は 200 ～ 250 度に達することがあります。

チタンの強力なガス吸収と相まって、この温度勾配により、表面と中心部の強度と延性に大きな差が生じます。結果？押出時の不均一な変形。

表面層はさらなる引張応力を受けやすく、表面の亀裂や欠陥を引き起こすことがよくあります。アルミニウム、銅、さらには鋼の押出成形と比較すると、チタンの熱間押出成形は、これらの独特の物理的および化学的特性によりはるかに複雑です。

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チタン合金の流動挙動は温度に大きく依存します。研究により、異なる相状態 (相、+ 相、および相) が大きく異なる流れ特性を生み出すことが示されています。

または + 相領域での押出により、より均一な金属の流れが得られます。

位相領域での押し出しは不均一な流れを引き起こす傾向があります。

最適な位相温度であっても、高い表面品質を達成するのは難しい場合があります。チタンは約 980 ～ 1030 度で、-Fe{4}} および Ni- ベースの金型材料と低融点共晶を形成し、金型の深刻な摩耗を引き起こす可能性があります。そのため、チタン合金の押出成形には適切な潤滑が重要です。

1. 押出法 – 摩擦が重要

後方（間接）押出 > 前方押出:後方押出により摩擦方向が変わり、抵抗が減少し、流れの均一性が向上します。

冷間押出 > 熱間押出: 冷間条件での安定した粒子構造により、一貫した変形が促進されます。

潤滑押出 > 乾式押出: 潤滑膜により摩擦が低減され、流動安定性が向上します。

2. 押出速度 – 速すぎると乱流が発生します

押出速度が速いと、不均一な流れが悪化する可能性があります。速度が速すぎると、金属は均一に変形できなくなります。外側の金属はバレルの摩擦により速度が低下しますが、中心部の流れは速くなり、流れの不均衡が生じます。

3. 押出温度 – 目に見えないキラー

ビレット内部の温度変化が主な原因です。

高温では変形抵抗が減少しますが、不均一な流れが増幅される可能性があります。

バレルまたはダイの加熱が不十分であると、外部-内部の温度勾配が生じ、流れの安定性が悪化します。

熱伝導率が高い金属は、より均一な流れを示します。

4. 金属の強度 – 強度が高いほど流れが良くなります

同一条件下では、強度の高いチタン合金は粒子結合が強いため、より均一に変形する傾向があります。{0} -強度の低い合金は、局所的な変形を起こしやすくなります。

5. ダイの角度 – 角度が大きいと流れの偏心が発生します。

ダイ角度が大きくなると、不均一な抵抗分布が増加します。つまり、ダイ壁付近の流れが遅くなり、中心の流れが速くなります。

多穴ダイでは、スマートな穴配置により、すべてのチャネルにわたる流れのバランスをとることができます。-

6. 変形の程度 - バランスが重要

変形が少なすぎる：内部応力が不足し、変形が不完全になります。

過度の変形: 過度の内部応力によりビレットに亀裂が入り、流れの乱流が発生する可能性があります。

主な変数を理解したので、実行可能な手順を実行できます。

ビレット加熱を最適化して温度勾配を制御します。

摩擦を軽減するには、適切な押出方法と潤滑剤を選択してください。

均一な流れを実現するために、押出速度とダイの形状を監視および調整します。

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