La conduttività termica della billetta in titanio e lega di titanio è bassa, nell'estrusione a caldo si avrà una grande differenza di temperatura tra lo strato superficiale e lo strato interno, quando la temperatura del cilindro di estrusione è di 400 gradi, la differenza di temperatura può raggiungere 200 ~ 250 gradi. Nella sezione di rinforzo dell'aspirazione e della billetta c'è una grande differenza di temperatura sotto l'influenza congiunta della superficie della billetta e del centro del metallo per produrre proprietà di resistenza e proprietà plastiche molto diverse, nel processo di estrusione causerà una deformazione molto irregolare, nello strato superficiale delle grandi sollecitazioni di trazione aggiuntive, da provocare nell'estrusione della superficie del prodotto per formare crepe e crepe alla radice. Il processo di estrusione a caldo dei prodotti in titanio e leghe di titanio rispetto alle leghe di alluminio, le leghe di rame e persino il processo di estrusione dell'acciaio è più complesso, determinato dalle speciali proprietà fisiche e chimiche del titanio e delle leghe di titanio.
I principali fattori che influenzano il flusso del metallo durante l'estrusione.
(1) Metodo di estrusione. Estrusione inversa rispetto all'uniformità del flusso del metallo per estrusione diretta, estrusione a freddo rispetto all'uniformità del flusso del metallo per estrusione a caldo, estrusione lubrificata rispetto all'uniformità del flusso del metallo per estrusione non lubrificata. L'effetto del metodo di estrusione si realizza modificando le condizioni di attrito.
(2) Temperatura di estrusione. Il flusso irregolare del metallo aumenta quando aumenta la temperatura di estrusione e diminuisce la resistenza alla deformazione della billetta. Durante l'estrusione, se la temperatura di riscaldamento del cilindro di estrusione e della matrice è troppo bassa e la differenza di temperatura tra il metallo nello strato esterno e lo strato centrale è ampia, l'irregolarità del flusso del metallo aumenta. Quanto migliore è la conduttività termica del metallo, tanto più uniforme sarà la distribuzione della temperatura sulla faccia frontale del lingotto.
(3) Resistenza del metallo. A parità di altre condizioni, maggiore è la resistenza del metallo, più uniforme sarà il flusso del metallo.
(4) Angolo della matrice. Quanto maggiore è l'angolo della matrice (cioè l'angolo tra la faccia terminale della matrice e l'asse centrale), tanto più irregolare sarà il flusso del metallo. Quando si estrude con una matrice porosa, i fori della matrice sono disposti in modo ragionevole e il flusso del metallo tende ad essere uniforme.
(5) Grado di deformazione. Se il grado di deformazione è troppo grande o troppo piccolo, il flusso del metallo non sarà uniforme.
(6) Velocità di estrusione. Quando la velocità di estrusione aumenta, aumenta la disomogeneità del flusso del metallo.
La ricerca sulla dinamica del flusso dei metalli in lega di titanio industriale mostra che nella zona di temperatura corrispondente ai diversi stati di fase di ciascuna lega, il comportamento del flusso del metallo sembra essere molto diverso. Pertanto, uno dei principali fattori che influenzano le caratteristiche del flusso estruso di titanio e leghe di titanio è la temperatura di riscaldamento della billetta, che determina lo stato di transizione della fase metallica.
L'estrusione alla temperatura della zona della fase a o a+P determina un flusso di metallo più uniforme rispetto all'estrusione alla temperatura della zona della fase p. È molto difficile ottenere un'elevata qualità superficiale dei prodotti estrusi. Fino ad oggi l'estrusione delle leghe di titanio ha richiesto l'utilizzo di lubrificanti. La ragione principale di ciò è che il titanio forma cristalli eutettici fusibili con materiali dello stampo a base di ferro o leghe a base di nichel a temperature di 980 e 1030 gradi Celsius, il che provoca una forte usura dello stampo. Quando si utilizzano lubrificanti a base di grafite, sulla superficie del prodotto possono formarsi profonde righe longitudinali, che sono una conseguenza dell'adesione del titanio e delle leghe di titanio al lavoro sullo stampo. L'estrusione di profili con lubrificanti per vetro porta ad un nuovo tipo di difetto "pockmarks", cioè crepe nello strato superficiale del prodotto. È stato dimostrato che compaiono "buchi" a causa della bassa conduttività termica del titanio e delle leghe di titanio, che si traduce in un forte raffreddamento dello strato superficiale della billetta e una forte diminuzione della plasticità.
