خصائص عملية البثق الساخنة لسبائك التيتانيوم وتيتانيوم

تتميز عملية البثق الساخنة لبيليتس التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بتوصيل حراري منخفض. أثناء البثق الساخن ، يمكن أن يسبب ذلك فرقًا كبيرًا في درجة الحرارة بين الطبقة السطحية والطبقة الداخلية للبليت. عندما تكون درجة حرارة برميل البثق 400 درجة مئوية ، يمكن أن يصل اختلاف درجة الحرارة إلى 200-250 درجة مئوية. في ظل التأثير المشترك لتعزيز امتصاص الغاز وفرق درجة حرارة كبيرة عبر قسم البليت ، فإن المعدن على السطح وفي وسط البليت يظهر خصائص مختلفة تمامًا للدونة. ينتج عن هذا تشوهًا غير متساوٍ للغاية أثناء البثق ، مما يولد ضغوطًا كبيرة شدًا إضافية في الطبقة السطحية ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تشققات وشقوق على سطح المنتجات المقدمة. تعتبر عملية البثق الساخنة لمنتجات سبيكة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم أكثر تعقيدًا من سبائك الألومنيوم ، وسبائك النحاس ، وحتى الفولاذ ، بسبب الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة للتيتانيوم وسبائكه.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على تدفق المعادن أثناء البثق:

1. طريقة البثق :

   • يؤدي البثق العكسي إلى تدفق أكثر موحدًا للمعادن مقارنةً بالبثق إلى الأمام.
   • يؤدي البثق البارد إلى تدفق معدني أكثر اتساقًا من البثق الساخن.
   • يؤدي البثق المشحم إلى تدفق معدني أكثر اتساقًا مقارنة بالبثق غير المشحم.
   • يتحقق تأثير طرق البثق عن طريق تغيير ظروف الاحتكاك.

2. درجة حرارة البثق :

   • ارتفاع درجات حرارة البثق تقلل من مقاومة تشوه البليت ولكنها تزيد من تدفق المعادن غير الموحد.
   • إذا كانت درجة حرارة التدفئة لبرميل البثق والموت منخفضة للغاية أثناء البثق ، فإن الفرق في درجة حرارة المعادن بين الطبقات الخارجية والمركزية يزداد ، مما يؤدي إلى تدفق معدني أكثر غير متساوية.
   • تظهر المعادن ذات الموصلية الحرارية الأفضل توزيعًا أكثر اتساقًا في درجة الحرارة عبر وجه نهاية البليت.

3. قوة المعادن :

   • في ظل ظروف مماثلة ، تؤدي قوة المعادن الأعلى إلى تدفق المعادن أكثر اتساقًا.

4. زاوية الموت :

   • تؤدي زاوية الموت الأكبر (أي ، الزاوية بين الوجه المميت والمحور المركزي) إلى تدفق معدني أقل موحدة.
   • عند استخدام وفاة متعددة الفتحات من أجل البثق ، يمكن أن يؤدي ترتيب ثقب الموت المعقول إلى تدفق معدني أكثر موحدة.

5. درجة التشوه :

   • كل من الدرجات المفرطة وغير الكافية من التشوه تؤدي إلى تدفق المعادن غير المتكافئ.

6. سرعة البثق :

   • زيادة سرعة البثق تؤدي إلى تفاقم عدم توحيد تدفق المعادن.

حركية تدفق المعادن في سبائك التيتانيوم الصناعي

وقد أظهرت الدراسات أن سلوك تدفق المعادن يختلف اختلافًا كبيرًا في نطاق درجة الحرارة المقابل لحالات الطور المختلفة لسبائك مختلفة. لذلك ، فإن أحد العوامل الأساسية التي تؤثر على خصائص تدفق البثق لسبائك التيتانيوم وسبائك التيتانيوم هي درجة حرارة تسخين البليت التي تحدد حالة الطور المعدني.

يؤدي البثق في درجات الحرارة في مناطق الطور α أو α+β إلى تدفق معادن أكثر موحدة مقارنة بالبثق في درجات الحرارة في منطقة الطور β. إن تحقيق جودة سطح عالية في المنتجات المقدمة أمر صعب بشكل خاص. حتى الآن ، يجب أن تستخدم عملية البثق لسبائك التيتانيوم مواد التشحيم. هذا في المقام الأول لأنه ، في درجات حرارة 980 درجة مئوية و 1030 درجة مئوية ، يمكن أن تشكل التيتانيوم مواد مواد من السبيكة القائمة على الحديد أو النيكل ، مما يؤدي إلى ارتداء يموت شديد.

عند استخدام مواد تشحيم الجرافيت ، يمكن أن تتشكل الخدوش الطولية العميقة على سطح المنتج بسبب التصاق التيتانيوم إلى الأجزاء العاملة من الموت. عند استخدام مواد التشحيم الزجاجية للبثق ، يمكن أن يظهر نوع جديد من العيوب يسمى "قشر البرتقال" ، يتميز بالشقوق في الطبقة السطحية للمنتج. تشير الأبحاث إلى أن ظهور "قشر البرتقال" يرجع إلى انخفاض الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم وسبائك التيتانيوم ، مما يؤدي إلى تهدئة الطبقة السطحية للبليه بسرعة وتناقص اللدونة بشكل حاد.