Factors que afecten el dibuix dels cables d'aliatge de titani
Els cables d'aliatge de titani i titani s'utilitzen àmpliament en camps importants com ara elements de fixació aeroespacial, productes 3C, marcs d'ulleres, peces d'automòbils, instruments mèdics i barres de soldadura. En general, quan el diàmetre dels cables de titani i aliatges de titani és 30-40% més gran que la mida del producte final, s'utilitza l'estirat en fred per obtenir productes de filferro amb una gran precisió dimensional.
El procés d'estirat en fred i el control de la microestructura del producte final tenen un impacte significatiu en el rendiment dels cables de titani i aliatges de titani. Els principals factors que afecten el rendiment del trefilat, a més de la temperatura i la velocitat d'estirament, inclouen la qualitat de la matèria primera, els paràmetres de la matriu, les condicions de lubricació i la ruta del procés de tret.
1. Qualitat de la matèria primera
Composició química: el contingut d'elements químics principals i elements d'impuresa no ha de superar l'interval permès. Elements com l'hidrogen (H), l'oxigen (O), el nitrogen (N), el ferro (Fe) i el silici (Si) poden tenir un impacte significatiu en el titani. Per exemple, l'hidrogen pot provocar la fragilitat de l'hidrogen en els aliatges de titani, de manera que es requereix un control estricte durant la producció.
Qualitat de la superfície: la superfície del cable no ha de tenir defectes com esquerdes, plecs, cicatrius, orelles o delaminació. Els defectes superficials, com ara esquerdes i plecs, poden aparèixer a la matèria primera en diferents graus. Aquests defectes poden formar esquerdes a la superfície, al subsòl o a l'interior del metall, que poden desenvolupar-se encara més durant el procés d'estirat, donant lloc a una forta disminució de la resistència o fins i tot trencaments. A diferència de les esquerdes, els plecs no es detecten fàcilment, ja que sovint estan coberts per capes d'oxidació superficial i poden persistir durant el dibuix.
2. Procés de tractament tèrmic
El procés de tractament tèrmic durant l'estirat en fred implica principalment el recuit del filferro, que inclou el recuit previ al tractament de la matèria primera, el recuit intermedi després de la deformació i el recuit final. L'objectiu del pretractament i el recuit intermedi és reduir els efectes de l'enduriment per treball, augmentar la ductilitat i optimitzar la plasticitat, fent que el material sigui més adequat per a la següent etapa del procés de dibuix.
3. Troqueles de dibuix
Les matrius de dibuix metàl·lic generalment es fabriquen amb carbur cimentat (YK6, YK8) o materials de diamant. El carbur cimentat està format per carbur de tungstè i cobalt, amb carbur de tungstè dur i resistent al desgast, que serveix com a material esquelètic, mentre que el cobalt augmenta la duresa de l'aliatge. Les matrius de carbur cimentat s'utilitzen àmpliament en el dibuix de diversos metalls i filferros d'aliatge. Les matrius de diamant, amb una gran duresa i resistència al desgast, són més cares i difícils de processar, per la qual cosa només s'utilitzen per dibuixar cables fins i ultrafins.
Depenent de la forma de la secció transversal longitudinal del forat de la matriu, les matrius de dibuix estàndard es poden dividir en dues formes: matrius en forma d'arc i matrius còniques. El primer s'utilitza normalment per a filferros fins, mentre que les matrius còniques s'utilitzen habitualment per a tubs, varetes i cables gruixuts. Depenent de la seva funció durant el dibuix, els forats de matriu generalment es divideixen en quatre seccions: el con d'entrada (zona d'alimentació + zona de lubricació), con de treball, zona de dimensionament i con de sortida.
4. Procés de dibuix
Reducció per passada: els aliatges de titani tenen una ductilitat a baixa temperatura ambient, amb una resistència elàstica propera a la resistència a la tracció, donant lloc a una relació de rendiment elevada. Quan es dibuixen materials metàl·lics, la resistència del material després de sortir de la matriu ha de ser superior a la resistència a la fluència del material dins de la matriu per evitar la ruptura del cable. Per tant, s'ha d'evitar perseguir cegament reduccions excessives per passada en dibuix.
Reducció total: la resistència dels cables d'aliatge de titani augmenta amb la taxa de reducció total. Això es deu principalment a que a mesura que augmenta la quantitat de deformació en fred, la multiplicació de la dislocació es produeix dins dels grans de metall, augmentant la resistència del material a la deformació plàstica. Això condueix a l'enduriment per treball, que augmenta la força de ruptura i la resistència a la tracció del cable. No obstant això, l'enduriment per treball excessiu redueix els valors de duresa, flexió i torsió del cable i, en casos greus, es torna fràgil, amb un rendiment de flexió molt baix.
Velocitat de dibuix: la velocitat de dibuix és un factor crucial en el procés de producció de processament de metalls i té un impacte significatiu en el rendiment del metall deformat. La velocitat de deformació es refereix a la velocitat de canvi en la deformació o el volum de desplaçament relatiu per unitat de temps. Els aliatges de titani són sensibles a la velocitat de tensió i les diferents velocitats de deformació afecten significativament la seva plasticitat i rendiment de deformació. En les mateixes condicions de dibuix, augmentar la velocitat de dibuix pot millorar la productivitat laboral i estalviar energia, però s'ha de garantir la qualitat del cable i la suavitat del procés de dibuix.
