خصائص عملية البثق الساخن لمواد التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

العوامل الرئيسية التي تؤثر على تدفق المعدن أثناء البثق:

(1) طريقة البثق. يحتوي البثق العكسي على تدفق معدني أكثر انتظامًا من البثق الأمامي، ويحتوي البثق البارد على تدفق معدني أكثر انتظامًا من البثق الساخن، ويحتوي البثق المشحم على تدفق معدني أكثر انتظامًا من البثق غير المشحم. يتم تحقيق تأثير طريقة البثق من خلال تغيير ظروف الاحتكاك.

(2) درجة حرارة البثق. يتكثف التدفق غير المتكافئ للمعادن عندما تزيد درجة حرارة البثق وتقل مقاومة التشوه في قطعة العمل. أثناء عملية البثق، إذا كانت درجة حرارة تسخين أسطوانة البثق والقالب منخفضة جدًا، وكان الفرق في درجة حرارة المعدن بين الطبقة الخارجية والطبقة المركزية كبيرًا، فسوف يزداد عدم انتظام تدفق المعدن. كلما كانت الموصلية الحرارية للمعدن أفضل، كلما كان توزيع درجة الحرارة أكثر اتساقًا على الوجه النهائي للقطعة المعدنية.

(3) قوة المعدن. عندما تكون الظروف الأخرى متساوية، كلما زادت قوة المعدن، كلما كان تدفق المعدن أكثر انتظامًا.

(4) زاوية الموت. كلما كانت زاوية القالب أكبر (أي الزاوية بين الوجه النهائي للقالب والمحور المركزي)، كلما زادت تفاوت سيولة المعدن. عندما يتم استخدام القالب متعدد الفتحات للبثق، يتم ترتيب فتحات القالب بشكل معقول، ويميل التدفق المعدني إلى أن يكون موحدًا.

(5) درجة التشوه. إذا كانت درجة التشوه كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا، فسيكون تدفق المعدن غير متساوٍ.

(6) سرعة البثق. ومع زيادة سرعة البثق، يزداد عدم تجانس تدفق المعدن.

توضح دراسة ديناميكيات تدفق المعادن لسبائك التيتانيوم الصناعية أن سلوك تدفق المعادن يختلف اختلافًا كبيرًا في منطقة درجة الحرارة المقابلة لحالات الطور المختلفة لكل سبيكة. لذلك، أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على خصائص تدفق البثق لسبائك التيتانيوم والتيتانيوم هي درجة حرارة تسخين البليت التي تحدد حالة انتقال الطور المعدني.

يكون التدفق المعدني أكثر تجانسًا عند قذفه عند درجة حرارة منطقة الطور a أو a+P مقارنةً بدرجة حرارة منطقة الطور p. من الصعب جدًا الحصول على جودة سطحية عالية للمنتجات المبثوقة. حتى الآن، كان على عملية بثق سبائك التيتانيوم استخدام مواد التشحيم. السبب الرئيسي هو أن التيتانيوم سيشكل سهل الانصهار مع مواد قوالب سبائكية قائمة على الحديد أو النيكل عند درجات حرارة 980 درجة و 1030 درجة، مما سيؤدي إلى تآكل شديد للقالب. عند استخدام مواد التشحيم الجرافيت، يمكن تشكيل خطوط خدش طولية عميقة على سطح المنتج، وهو نتيجة لالتصاق التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بالقالب. عند بثق المقاطع باستخدام مواد تشحيم زجاجية، يمكن أن يؤدي ذلك إلى نوع جديد من العيوب "المخللات"، أي حدوث تشققات في الطبقة السطحية للمنتج. أظهرت الدراسات أن ظهور "العلامات" يرجع إلى انخفاض التوصيل الحراري للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم، مما يتسبب في تبريد الطبقة السطحية من قطعة العمل بعنف وانخفاض اللدونة بشكل حاد.