Dans les domaines de fabrication haut de gamme tels que l'aérospatiale et les dispositifs médicaux, les barres en titane et les barres en alliage de titane occupent une position irremplaçable en raison de leurs excellentes propriétés physiques et chimiques. Cependant, par rapport aux métaux courants comme l'aluminium et les alliages de cuivre, le processus d'extrusion des matériaux en titane est plus complexe, l'écoulement inégal du métal étant le principal problème à l'origine des fissures et des défauts de surface des produits. Aujourd'hui, examinons en profondeur les facteurs clés affectant l'écoulement du métal lors de l'extrusion du titane et voyons comment faire en sorte que les matériaux en titane « s'écoulent docilement » !
Caractéristiques des matériaux en titane : intrinsèquement « gênants ». Les barres de titane et les billettes en alliage de titane ont une conductivité thermique extrêmement faible, ce qui signifie que lors de l'extrusion à chaud, il existe une différence de température significative entre la surface et l'intérieur de la billette-lorsque le cylindre d'extrusion atteint 400 degrés, la différence de température peut atteindre 200 à 250 degrés. Cette différence de température, combinée à la tendance du titane à absorber les gaz, entraîne des différences significatives de résistance et de plasticité entre la surface et le centre, provoquant directement une déformation inégale lors de l'extrusion. La surface subit des contraintes de traction supplémentaires, entraînant finalement des fissures et des fissures en surface.
Plus important encore, la température de chauffage de la billette détermine l’état de phase de l’alliage de titane, et les métaux se comportent très différemment selon les zones de phase. Lors de l'extrusion dans les régions de phase ou +, le flux de métal est relativement uniforme, mais malgré cela, l'obtention d'une qualité de surface élevée reste un défi. En revanche, l'extrusion à des températures de phase exacerbe encore davantage l'écoulement irrégulier. De plus, le titane à des températures supérieures à 980 degrés peut former des eutectiques à faible point de fusion-avec des matrices en alliage à base de fer-et de nickel-, entraînant une usure sévère des matrices. Cela signifie que l'extrusion d'alliages de titane doit s'appuyer sur des lubrifiants ; sinon, cela ne peut pas se dérouler sans problème.
Processus d'extrusion : le « levier clé » du contrôle externe. Méthode d’extrusion : choisir la bonne méthode évite les détours ; l'extrusion vers l'arrière est plus uniforme que l'extrusion vers l'avant. Vitesse d'extrusion : un travail lent donne de bons résultats ; contrôler la vitesse d’extrusion et donner au métal un temps de déformation suffisant est crucial pour un écoulement uniforme. Température d'extrusion : une température plus élevée n'est pas toujours meilleure ; le contrôle de la température nécessite des compétences techniques.
Propriétés et matrices des métaux : les détails déterminent le succès ou l'échec. Au-delà du matériau lui-même et des paramètres du processus, des facteurs tels que la résistance inhérente du métal et la conception de la matrice influencent discrètement l'uniformité du flux de métal. Résistance du métal : un « os dur » peut en réalité être plus obéissant. Conception de l'angle de matrice : si l'angle est incorrect, les efforts sont vains. Degré de déformation : trop ou pas assez est préjudiciable ; juste la bonne quantité est la meilleure. Par conséquent, un contrôle précis de la déformation est une condition préalable essentielle pour garantir un flux uniforme du matériau en titane.
