מאפיינים של תהליך שחול חם של טיטניום וסגסוגת טיטניום

הגורמים העיקריים המשפיעים על זרימת המתכת במהלך האקסטרוזיה:

(1) שיטת שחול. לשיחול הפוך יש זרימת מתכת אחידה יותר מאשר שחול קדימה, לשחול קר יש זרימת מתכת אחידה יותר מהשחול חם, ולשיחול משומן יש זרימת מתכת אחידה יותר משיחול לא משומן. השפעת שיטת האקסטרוזיה מושגת על ידי שינוי תנאי החיכוך.

(2) טמפרטורת שחול. הזרימה הלא אחידה של המתכת מתעצמת כאשר טמפרטורת האקסטרוזיה עולה והתנגדות העיוות של הבילט פוחתת. במהלך תהליך האקסטרוזיה, אם טמפרטורת החימום של גליל האקסטרוזיה והתבנית נמוכה מדי, והפרש טמפרטורת המתכת בין השכבה החיצונית לשכבה המרכזית גדול, חוסר האחידות של זרימת המתכת תגדל. ככל שהמוליכות התרמית של המתכת טובה יותר, כך התפלגות הטמפרטורה על פני הקצה של הבילט אחידה יותר.

(3) חוזק מתכת. כאשר תנאים אחרים שווים, ככל שחוזק המתכת גבוה יותר, כך זרימת המתכת אחידה יותר.

(4) זווית למות. ככל שזווית התבנית גדולה יותר (כלומר, הזווית בין קצה התבנית לציר המרכזי), כך נזילות המתכת לא אחידה יותר. כאשר משתמשים בתבנית רב-חורים לשחול, חורי התבנית מסודרים בצורה סבירה, וזרימת המתכת נוטה להיות אחידה.

(5) דרגת דפורמציה. אם מידת העיוות גדולה מדי או קטנה מדי, זרימת המתכת תהיה לא אחידה.

(6) מהירות שחול. ככל שמהירות האקסטרוזיה עולה, חוסר ההומוגניות של זרימת המתכת עולה.

המחקר של דינמיקת זרימת מתכות של סגסוגות טיטניום תעשייתיות מראה שהתנהגות הזרימה של מתכות שונה מאוד באזור הטמפרטורה המתאים למצבי הפאזה השונים של כל סגסוגת. לכן, אחד הגורמים העיקריים המשפיעים על מאפייני זרימת האקסטרוזיה של טיטניום וסגסוגות טיטניום הוא טמפרטורת חימום הבילט הקובעת את מצב המעבר של שלב המתכת.

זרימת מתכת אחידה יותר כאשר היא מחולצת בטמפרטורה של אזור הפאזה a או a+P מאשר בטמפרטורה של אזור הפאזה p. קשה מאוד להשיג איכות פני שטח גבוהה עבור מוצרים שחולצו. עד כה, תהליך האקסטרוזיה של סגסוגות טיטניום היה צריך להשתמש בחומרי סיכה. הסיבה העיקרית היא שטיטניום יהווה אוקטיקה אוטקטית עם חומרי תבנית סגסוגת על בסיס ברזל או ניקל בטמפרטורות של 980 מעלות ו-1030 מעלות, מה שיגרום לבלאי חמור של התבנית. כאשר משתמשים בחומר סיכה גרפיט, עלולים להיווצר קווי שריטה אורכיים עמוקים על פני המוצר, וזה תוצאה של היצמדות טיטניום וסגסוגות טיטניום לתבנית. בעת הוצאת פרופילים עם חומרי סיכה מזכוכית, עלול להיווצר סוג חדש של פגם "חמוצים", כלומר סדקים בשכבת הפנים של המוצר. מחקרים הראו כי הופעת "פוקס" נובעת מהמוליכות התרמית הנמוכה של טיטניום וסגסוגות טיטניום, הגורמת לשכבת פני השטח של הבילט להתקרר בעוצמה ולפלסטיות לירידה חדה.