鈦合金管材的熱擠壓過程比鋁合金、銅合金甚至鋼的擠壓過程更為復(fù)雜，這是鈦及鈦合金特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)所決定的。

鈦合金坯料的熱導(dǎo)率低，在熱擠壓時會使表層和內(nèi)層產(chǎn)生極大的溫差，當(dāng)擠壓筒的溫度為400℃時，溫差可達(dá)200℃~250℃。在吸氣強化和坯料截面有很大溫差的共同作用下，坯料表面和中心的金屬產(chǎn)生極不相同的強度性能和塑性性能，在擠壓過程中就會造成很不均勻的變形，在表面層中產(chǎn)生大的附加拉應(yīng)力，成為在擠壓制品表面形成裂口和裂紋的根源。

工業(yè)鈦合金金屬流動動力學(xué)研究表明，在對應(yīng)于各合金不同相狀態(tài)的溫度區(qū)中，金屬的流動行為出現(xiàn)極大的差異。因此，影響鈦合金擠壓流動特性的主要因素之一是決定金屬相變狀態(tài)的坯料加熱溫度。

在α或(α+β)相區(qū)溫度擠壓與在β相區(qū)溫度擠壓相比，金屬流動更均勻。

擠壓制品要獲得高的表面質(zhì)量的難度很大。到目前為止，鈦合金的擠壓過程必須采用潤滑劑。其原因是：鈦在980℃和1030℃溫度下，會與鐵基或鎳基合金模具材料形成易熔共晶體，從而使模具劇烈磨損。

在管材正向擠壓中，廣泛應(yīng)用的是空心錠一穿孔針法(下圖(a))、實心錠一穿孔針法(下圖(b))和實心錠焊合擠壓法(見組合模擠壓)。

空心錠正向擠壓時，由于被擠壓金屬與穿孔針之間存在摩擦力，減少了內(nèi)層金屬的超前流動，因此金屬流動比較均勻。此外，錠坯中心為穿孔針占據(jù)，不會產(chǎn)生擠壓縮尾。采用實心錠一穿孔針法時，穿孔過程分為4個階段。第1階段為準(zhǔn)備階段即填充階段，第2階段為開始穿孔階段，第3階段為劇烈穿孔階段，第4階段為穿透階段。針尖一旦進入模孔工作帶，穿孔過程即告結(jié)束。采用實心錠坯的穿孔擠壓具有如下優(yōu)點：工序少，周期短，幾何廢料少，成本較低；金屬流動均勻，管材組織性能均勻，成品率高；產(chǎn)品內(nèi)外表面質(zhì)量好；穿孔針不需要潤滑；工模具設(shè)計和制造都比組合模擠壓簡單，使用壽命也較長。在管材生產(chǎn)中，穿孔擠壓仍存在較大的局限性，多用于擠壓管坯毛料和擠壓熔點較低的合金管

材，且只適用于短錠、高溫、慢速擠壓工藝。在帶隨動針的小擠壓機上擠壓以及擠壓長管、大直徑管和異形薄壁管時，采用穿孔擠壓則相當(dāng)困難。采用焊合法擠壓管材時可用舌形模和平面組合模在各種形式的擠壓機上將實心錠坯擠壓成管材。由于組合模針短，牢固地固定于模子中間，因此采用焊合法可擠壓內(nèi)徑小、壁厚薄、精度高、內(nèi)表面質(zhì)量好的管材。然而此法只適用于在正常的擠壓溫度下易成形的金屬和合金，如工業(yè)純鋁和鋁合金。

擠壓工藝參數(shù)包括擠壓溫度、擠壓速度和擠壓比。鈦合金的擠壓溫度為750℃~1300℃。擠壓速度取決于產(chǎn)品表面質(zhì)量、組織和性能、形狀和規(guī)格、擠壓方法、變形程度、擠壓機能力等。鈦合金管材擠壓時金屬的流出速度為30m/min~350m/min。鈦管生產(chǎn)的擠壓比一般都在較寬的范圍內(nèi)變化， 主要取決于擠壓機能力、擠壓筒大小和合金種類等因素。鈦合金管材的最大擠壓比為100。

在擠壓管材時對擠壓桿和穿孔針都要進行潤滑。擠壓鈦及鈦合金管時多采用玻璃潤滑劑潤滑。玻璃潤滑劑的使用方法有涂層法、滾黏法和包覆法3種。均用于錠坯潤滑擠壓筒。擠壓模的潤滑方法是在模工作面與錠坯之間放置一塊厚3mm~10mm、內(nèi)孔稍大于模孔的玻璃墊。對穿孔針的潤滑可將玻璃布包覆在針的涂有瀝青的工作段上。

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