Čimbenici koji utječu na izvlačenje žica od legure titana
Titan i žice od legure titana naširoko se koriste u važnim područjima kao što su pričvršćivači za zrakoplovstvo, 3C proizvodi, okviri za naočale, automobilski dijelovi, medicinski instrumenti i šipke za zavarivanje. Općenito, kada je promjer žica od titana i titanovih legura 30-40% veći od konačne veličine proizvoda, hladno izvlačenje se koristi za dobivanje žičanih proizvoda visoke dimenzionalne točnosti.
Proces hladnog izvlačenja i kontrola mikrostrukture konačnog proizvoda imaju značajan utjecaj na performanse žica od titana i titanovih legura. Glavni čimbenici koji utječu na performanse izvlačenja žice, osim temperature izvlačenja i brzine izvlačenja, uključuju kvalitetu sirovog materijala, parametre matrice, uvjete podmazivanja i put procesa izvlačenja.
1. Kvaliteta sirovina
Kemijski sastav: Sadržaj glavnih kemijskih elemenata i nečistoća ne smije prelaziti dopušteni raspon. Elementi kao što su vodik (H), kisik (O), dušik (N), željezo (Fe) i silicij (Si) mogu imati značajan utjecaj na titan. Na primjer, vodik može uzrokovati vodikovu krtost u legurama titana, pa je potrebna stroga kontrola tijekom proizvodnje.
Kvaliteta površine: Površina žice ne smije imati nedostatke kao što su pukotine, nabori, ožiljci, uši ili raslojavanja. Površinski nedostaci kao što su pukotine i nabori mogu se pojaviti u sirovom materijalu u različitim stupnjevima. Ovi nedostaci mogu stvoriti pukotine na površini, ispod površine ili unutar metala, koje se mogu dalje razviti tijekom procesa izvlačenja, što dovodi do oštrog smanjenja čvrstoće ili čak loma. Za razliku od pukotina, nabore nije lako otkriti jer su često prekriveni površinskim oksidacijskim slojevima i mogu postojati tijekom izvlačenja.
2. Proces toplinske obrade
Proces toplinske obrade tijekom hladnog izvlačenja uglavnom uključuje žarenje žice, što uključuje prethodno žarenje sirovog materijala, međužarenje nakon deformacije i završno žarenje. Svrha predobrade i srednjeg žarenja je smanjiti učinke otvrdnjavanja, povećati duktilnost i optimizirati plastičnost, čineći materijal prikladnijim za sljedeću fazu procesa izvlačenja.
3. Matrice za crtanje
Matrice za izvlačenje metala općenito se izrađuju od cementnog karbida (YK6, YK8) ili dijamantnih materijala. Cementirani karbid sastoji se od volfram karbida i kobalta, pri čemu je volfram karbid tvrd i otporan na habanje, služi kao skeletni materijal, dok kobalt povećava žilavost legure. Matrice od cementnog karbida naširoko se koriste za izvlačenje raznih metala i žica od legura. Dijamantne matrice, visoke tvrdoće i otpornosti na trošenje, skuplje su i teže ih je obraditi, stoga se koriste samo za izvlačenje finih i ultrafinih žica.
Ovisno o obliku uzdužnog poprečnog presjeka rupe za matricu, standardne matrice za izvlačenje mogu se podijeliti u dva oblika: matrice u obliku luka i konusne matrice. Prvi se obično koristi za fine žice, dok se stožasti kalupi obično koriste za cijevi, šipke i grube žice. Ovisno o njihovoj funkciji tijekom izvlačenja, rupe za kalupe općenito se dijele na četiri dijela: ulazni konus (zona napajanja + zona podmazivanja), radni konus, zona dimenzioniranja i izlazni konus.
4. Proces crtanja
Smanjenje po prolazu: Legure titana imaju duktilnost pri niskoj sobnoj temperaturi, s granicom tečenja blizu vlačne čvrstoće, što rezultira visokim omjerom tečenja. Prilikom izvlačenja metalnih materijala, čvrstoća materijala nakon izlaska iz matrice mora biti veća od granice razvlačenja materijala unutar matrice kako bi se spriječio lom žice. Stoga treba izbjegavati slijepo slijeđenje pretjeranih redukcija po prolazu u crtanju.
Potpuno smanjenje: Snaga žica od legure titana raste s ukupnom stopom smanjenja. To je uglavnom zato što se povećava količina hladne deformacije, dolazi do multiplikacije dislokacija unutar metalnih zrna, povećavajući otpor materijala na plastičnu deformaciju. To dovodi do otvrdnjavanja pri radu, što povećava snagu loma i vlačnu čvrstoću žice. Međutim, pretjerano otvrdnjavanje smanjuje žilavost, vrijednosti savijanja i uvijanja žice, au teškim slučajevima postaje krta, s vrlo niskim učinkom savijanja.
Brzina izvlačenja: Brzina izvlačenja je ključni faktor u proizvodnom procesu obrade metala i ima značajan utjecaj na performanse deformiranog metala. Brzina deformacije odnosi se na brzinu promjene deformacije ili relativnog volumena pomaka po jedinici vremena. Legure titana osjetljive su na brzinu deformacije, a različite brzine deformacije značajno utječu na njihovu plastičnost i performanse deformacije. Pod istim uvjetima izvlačenja, povećanje brzine izvlačenja može poboljšati produktivnost rada i uštedjeti energiju, ali kvaliteta žice i glatkoća procesa izvlačenja moraju biti osigurani.
