टाइटेनियम एक्सट्रूज़न का विश्लेषण: धातु प्रवाह को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक

हॉट एक्सट्रूज़न एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैटाइटेनियम सामग्रीप्रसंस्करण. हालाँकि, टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के अद्वितीय भौतिक-रासायनिक गुण इस प्रक्रिया को एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं, तांबे मिश्र धातुओं या यहां तक ​​कि स्टील की तुलना में कहीं अधिक जटिल बनाते हैं। धातु प्रवाह की एकरूपता सीधे बाहर निकाले गए उत्पादों की गुणवत्ता को प्रभावित करती है। आज, हम टाइटेनियम सामग्री बाहर निकालना के दौरान धातु के प्रवाह को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों पर चर्चा करेंगे।

 

 

टाइटेनियम की अंतर्निहित विशेषताओं से उत्पन्न चुनौतियाँ

 

टाइटेनियम छड़ों और टाइटेनियम मिश्र धातु बिलेट्स में कम तापीय चालकता होती है, एक विशेषता जो गर्म बाहर निकालना के दौरान महत्वपूर्ण चुनौतियां पैदा करती है। जब एक्सट्रूज़न बैरल का तापमान 400 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, तो बिलेट की सतह और आंतरिक परतों के बीच तापमान का अंतर 200-250 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। गैस अवशोषण सुदृढ़ीकरण के प्रभाव के साथ, सतह पर और बिलेट के केंद्र में धातु ताकत और प्लास्टिसिटी में महत्वपूर्ण अंतर प्रदर्शित करती है, जिसके परिणामस्वरूप बाहर निकालना के दौरान बेहद असमान विरूपण होता है। इससे सतह परत पर पर्याप्त अतिरिक्त तन्य तनाव पैदा होता है, जो एक्सट्रूडेड उत्पादों की सतह पर दरारें और दरारें का मूल कारण है।

 

इसके अलावा, टाइटेनियम सामग्री, 980 डिग्री और 1030 डिग्री पर, लौह आधारित या निकल आधारित मिश्र धातु मोल्ड सामग्री के साथ एक फ्यूज़िबल यूटेक्टिक बनाती है, जिससे गंभीर मोल्ड घिसाव होता है। इसलिए, वर्तमान में टाइटेनियम मिश्र धातु बार को बाहर निकालने के लिए स्नेहक की आवश्यकता होती है।

 

धातु प्रवाह को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

 

बाहर निकालना विधि

विभिन्न एक्सट्रूज़न विधियां धातु प्रवाह की एकरूपता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती हैं:

रिवर्स एक्सट्रूज़न फॉरवर्ड एक्सट्रूज़न से बेहतर है क्योंकि यह धातु और एक्सट्रूज़न सिलेंडर के बीच घर्षण की दिशा और डिग्री को बदलता है, धातु प्रवाह के लिए घर्षण प्रतिरोध को कम करता है और चिकनी प्रवाह की अनुमति देता है।

गर्म एक्सट्रूज़न की तुलना में कोल्ड एक्सट्रूज़न के परिणामस्वरूप अधिक समान धातु प्रवाह होता है। कोल्ड एक्सट्रूज़न के दौरान, धातु ठंडी अवस्था में होती है, जिसमें उच्च विरूपण प्रतिरोध होता है लेकिन एक स्थिर आंतरिक अनाज संरचना होती है, जिससे विभिन्न भागों में अपेक्षाकृत समान विरूपण होता है। गर्म एक्सट्रूज़न के दौरान, धातु उच्च तापमान पर होती है, जिससे विरूपण प्रतिरोध कम हो जाता है, लेकिन असमान तापमान वितरण से आसानी से असमान प्रवाह हो सकता है।

 

लुब्रिकेटेड एक्सट्रूज़न, बिना चिकनाई वाले एक्सट्रूज़न से बेहतर है। स्नेहक धातु और मोल्ड के बीच एक चिकनाई फिल्म बनाता है, घर्षण और प्रतिरोध को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप धातु का प्रवाह अधिक समान होता है। इसलिए, एक्सट्रूज़न विधि मुख्य रूप से घर्षण स्थितियों को बदलकर धातु प्रवाह को प्रभावित करती है।

 

बाहर निकालना गति

एक्सट्रूज़न गति बढ़ने से धातु प्रवाह की असमानता बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अत्यधिक गति धातु को पूरी तरह से विकृत होने और उसके प्रवाह को समन्वित करने से रोकती है, जिससे असमान आंतरिक तनाव वितरण होता है। उदाहरण के लिए, उच्च गति एक्सट्रूज़न के दौरान, एक्सट्रूज़न सिलेंडर की भीतरी दीवार के पास की धातु उच्च घर्षण के कारण धीरे-धीरे बहती है, जबकि केंद्र में धातु तेजी से बहती है, जिससे एक महत्वपूर्ण अंतर पैदा होता है।

 

बाहर निकालना तापमान

एक प्रमुख कारक के रूप में, बढ़ा हुआ एक्सट्रूज़न तापमान बिलेट के विरूपण प्रतिरोध को कम कर देता है लेकिन असमान धातु प्रवाह को बढ़ा देता है। यदि एक्सट्रूज़न सिलेंडर और डाई को बहुत कम गर्म किया जाता है, तो बाहरी और आंतरिक परतों के बीच तापमान का अंतर बढ़ जाता है, जिससे असमान प्रवाह और भी खराब हो जाता है। क्योंकि अलग-अलग तापमान पर धातु की प्लास्टिसिटी और ताकत अलग-अलग होती है, उच्च तापमान वाले क्षेत्र बेहतर प्लास्टिसिटी और तेज प्रवाह प्रदर्शित करते हैं, जबकि कम तापमान वाले क्षेत्र इसके विपरीत दिखाते हैं। इसके अलावा, धातु की तापीय चालकता जितनी बेहतर होगी, बिलेट के अंतिम चेहरे पर तापमान वितरण उतना ही अधिक समान होगा, जिसके परिणामस्वरूप धातु का प्रवाह अधिक समान होगा।

 

धातु शक्ति

समान परिस्थितियों में, उच्च धातु शक्ति अधिक समान प्रवाह की ओर ले जाती है। उच्च शक्ति वाली धातुओं में मजबूत आंतरिक अनाज बंधन होते हैं, जो तनाव को बेहतर ढंग से संचारित करते हैं और विभिन्न भागों में समन्वित विरूपण को सक्षम करते हैं; कम ताकत वाली धातुएं, कमजोर अनाज बंधन के कारण, स्थानीयकृत असमान विरूपण के लिए प्रवण होती हैं।

 

डाई एंगल

डाई एंगल (डाई एंड फेस और केंद्रीय अक्ष के बीच का कोण) का धातु प्रवाह क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। बड़े डाई कोण के परिणामस्वरूप धातु का प्रवाह अधिक असमान होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब धातु डाई से होकर गुजरती है तो एक बड़ा डाई कोण असमान प्रतिरोध वितरण का कारण बनता है; डाई की भीतरी दीवार के पास की धातु अधिक प्रतिरोध का अनुभव करती है और अधिक धीमी गति से बहती है, जबकि केंद्र विपरीत अनुभव करता है। हालाँकि, एक्सट्रूज़न के लिए मल्टी होल डाई का उपयोग करते समय, यदि डाई होल को उचित रूप से व्यवस्थित किया जाता है, तो प्रत्येक छेद में धातु का प्रवाह अधिक समान हो सकता है, जिससे समग्र प्रवाह में सुधार होता है।

 

विरूपण की डिग्री

विरूपण की अत्यधिक और अपर्याप्त दोनों डिग्री असमान धातु प्रवाह का कारण बनती हैं। यदि विरूपण की डिग्री बहुत छोटी है, तो धातु का आंतरिक तनाव कम है, पर्याप्त प्रवाह को बढ़ावा देने के लिए अपर्याप्त है, जिसके परिणामस्वरूप आसानी से बिना किसी विरूपण या अपर्याप्त विरूपण के स्थानीयकृत क्षेत्र बन जाते हैं। यदि विरूपण की डिग्री बहुत बड़ी है, तो आंतरिक तनाव बहुत अधिक है, जिससे धातु में दरारें जैसे दोष हो सकते हैं। इसके अतिरिक्त, विरूपण क्षेत्र के पास की धातु दूर की तुलना में तेजी से बहती है।