Menganalisis Penyemperitan Titanium: Faktor Utama Mempengaruhi Aliran Logam

Penyemperitan panas memainkan peranan penting dalambahan titaniumpemprosesan. Walau bagaimanapun, sifat fizikokimia unik titanium dan aloi titanium menjadikan proses ini jauh lebih kompleks daripada aloi aluminium, aloi tembaga, atau keluli. Keseragaman aliran logam secara langsung mempengaruhi kualiti produk tersemperit. Hari ini, kita akan menyelidiki faktor utama yang mempengaruhi aliran logam semasa penyemperitan bahan titanium.

 

 

Cabaran yang Timbul daripada Ciri-ciri Sendiri Titanium

 

Batang titanium dan bilet aloi titanium mempunyai kekonduksian terma yang rendah, satu ciri yang menimbulkan cabaran ketara semasa penyemperitan panas. Apabila suhu tong penyemperitan mencapai 400 darjah Celsius, perbezaan suhu antara permukaan dan lapisan dalam bilet boleh mencapai 200-250 darjah Celsius. Ditambah dengan kesan pengukuhan penyerapan gas, logam pada permukaan dan di tengah bilet mempamerkan perbezaan ketara dalam kekuatan dan keplastikan, mengakibatkan ubah bentuk yang sangat tidak sekata semasa penyemperitan. Ini membawa kepada tegasan tegangan tambahan yang besar pada lapisan permukaan, yang merupakan punca keretakan dan rekahan pada permukaan produk tersemperit.

 

Tambahan pula, bahan titanium, pada 980 darjah dan 1030 darjah, membentuk eutektik boleh lebur dengan bahan acuan-besi atau berasaskan nikel-yang menyebabkan haus acuan yang teruk. Oleh itu, pelincir pada masa ini diperlukan untuk penyemperitan bar aloi titanium.

 

Faktor Teras Yang Mempengaruhi Aliran Logam

 

Kaedah Penyemperitan

Kaedah penyemperitan yang berbeza memberi kesan ketara kepada keseragaman aliran logam:

Penyemperitan terbalik adalah lebih baik daripada penyemperitan ke hadapan kerana ia mengubah arah dan tahap geseran antara logam dan silinder penyemperitan, mengurangkan rintangan geseran kepada aliran logam dan membolehkan aliran lebih lancar.

Penyemperitan sejuk menghasilkan aliran logam yang lebih seragam daripada penyemperitan panas. Semasa penyemperitan sejuk, logam berada dalam keadaan sejuk, dengan rintangan ubah bentuk yang tinggi tetapi struktur butiran dalaman yang stabil, yang membawa kepada ubah bentuk yang agak seragam di bahagian yang berbeza. Semasa penyemperitan panas, logam berada pada suhu tinggi, mengurangkan rintangan ubah bentuk, tetapi taburan suhu yang tidak sekata dengan mudah boleh menyebabkan aliran tidak sekata.

 

Penyemperitan pelincir adalah lebih baik daripada penyemperitan tanpa pelincir. Pelincir membentuk filem pelincir antara logam dan acuan, mengurangkan geseran dan rintangan, menghasilkan aliran logam yang lebih seragam. Oleh itu, kaedah penyemperitan terutamanya mempengaruhi aliran logam dengan mengubah keadaan geseran.

 

Kelajuan Penyemperitan

Meningkatkan kelajuan penyemperitan memburukkan lagi ketidaksamaan aliran logam. Ini kerana kelajuan yang berlebihan menghalang logam daripada berubah bentuk sepenuhnya dan menyelaraskan alirannya, membawa kepada pengagihan tegasan dalaman yang tidak sekata. Contohnya, semasa penyemperitan berkelajuan tinggi-, logam berhampiran dinding dalam silinder penyemperitan mengalir perlahan disebabkan geseran yang tinggi, manakala logam di bahagian tengah mengalir dengan cepat, menghasilkan perbezaan yang ketara.

 

Suhu Penyemperitan

Sebagai faktor utama, peningkatan suhu penyemperitan mengurangkan rintangan ubah bentuk bilet tetapi memburukkan aliran logam yang tidak sekata. Jika silinder penyemperitan dan die dipanaskan terlalu rendah, perbezaan suhu antara lapisan luar dan dalam meningkat, seterusnya memburukkan lagi aliran tidak sekata. Oleh kerana keplastikan dan kekuatan logam berbeza pada suhu yang berbeza, kawasan suhu yang tinggi-mempamerkan keplastikan yang lebih baik dan aliran yang lebih pantas, manakala kawasan suhu-rendah menunjukkan sebaliknya. Tambahan pula, lebih baik kekonduksian terma logam, lebih seragam taburan suhu pada muka hujung bilet, menghasilkan aliran logam yang lebih seragam.

 

Kekuatan Logam

Di bawah keadaan yang sama, kekuatan logam yang lebih tinggi membawa kepada aliran yang lebih seragam. Logam berkekuatan tinggi-mempunyai ikatan butiran dalaman yang kuat, menghantar tegasan yang lebih baik dan membolehkan ubah bentuk terkoordinasi merentas bahagian yang berbeza; -logam berkekuatan rendah, disebabkan oleh ikatan butiran yang lemah, terdedah kepada ubah bentuk tidak sekata setempat.

 

Sudut Mati

Sudut die (sudut antara muka hujung die dan paksi pusat) mempunyai kesan yang ketara ke atas kebolehaliran logam. Sudut die yang lebih besar menghasilkan aliran logam yang lebih tidak sekata. Ini kerana sudut dadu yang besar menyebabkan pengagihan rintangan tidak sekata apabila logam melalui acuan; logam berhampiran dinding dalam die mengalami rintangan yang lebih besar dan mengalir dengan lebih perlahan, manakala bahagian tengah mengalami sebaliknya. Walau bagaimanapun, apabila menggunakan acuan-berbilang lubang untuk penyemperitan, jika lubang cetakan disusun dengan munasabah, aliran logam dalam setiap lubang boleh menjadi lebih seragam, meningkatkan aliran keseluruhan.

 

Ijazah Ubah Bentuk

Kedua-dua darjah ubah bentuk yang berlebihan dan tidak mencukupi membawa kepada aliran logam yang tidak sekata. Jika tahap ubah bentuk terlalu kecil, tegasan dalaman logam adalah rendah, tidak mencukupi untuk menggalakkan aliran yang mencukupi, dengan mudah mengakibatkan kawasan setempat tiada ubah bentuk atau ubah bentuk yang tidak mencukupi. Jika tahap ubah bentuk terlalu besar, tegasan dalaman terlalu tinggi, membawa kepada kecacatan seperti keretakan pada logam. Selain itu, logam berhampiran zon ubah bentuk mengalir lebih cepat daripada yang lebih jauh.