Przewodność cieplna kęsów tytanu i stopów tytanu jest niska, podczas wytłaczania na gorąco warstwa powierzchniowa i warstwa wewnętrzna będą miały dużą różnicę temperatur, gdy temperatura cylindra wytłaczającego wynosi 400 stopni, różnica temperatur może osiągnąć 200 ~ 250 stopni. W sekcji wzmacniania ssania i kęsa występuje duża różnica temperatur pod wspólnym wpływem powierzchni kęsa i środka metalu, co powoduje bardzo różne właściwości wytrzymałościowe i plastyczne, w procesie wytłaczania powoduje bardzo nierównomierne odkształcenie w warstwie wierzchniej dużych dodatkowych naprężeń rozciągających, które powstają podczas wytłaczania powierzchni produktu, tworząc pęknięcia i pęknięcia u ich pierwotnej przyczyny. Proces wytłaczania na gorąco wyrobów z tytanu i stopów tytanu w porównaniu ze stopami aluminium, stopami miedzi, a nawet stalą jest bardziej złożony, co wynika ze specjalnych właściwości fizycznych i chemicznych tytanu i stopów tytanu.
Główne czynniki wpływające na przepływ metalu podczas wytłaczania.
(1) Metoda wytłaczania. Wytłaczanie odwrotne w porównaniu z równomiernością przepływu metalu w procesie wytłaczania do przodu, wytłaczanie na zimno w porównaniu z równomiernością przepływu metalu w procesie wytłaczania na gorąco, wytłaczanie ze smarowaniem w porównaniu z równomiernością przepływu metalu w procesie wytłaczania niesmarowanego. Efekt metody wytłaczania realizowany jest poprzez zmianę warunków tarcia.
(2) Temperatura wytłaczania. Nierównomierny przepływ metalu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury wytłaczania i spadkiem odporności kęsa na odkształcenie. Jeśli podczas wytłaczania temperatura nagrzewania cylindra i matrycy wytłaczarskiej jest zbyt niska, a różnica temperatur pomiędzy metalem w warstwie zewnętrznej a warstwą środkową jest duża, zwiększa się nierównomierność przepływu metalu. Im lepsza przewodność cieplna metalu, tym bardziej równomierny rozkład temperatury na powierzchni czołowej wlewka.
(3) Wytrzymałość metalu. Jeżeli wszystkie pozostałe warunki są takie same, im wyższa wytrzymałość metalu, tym bardziej równomierny przepływ metalu.
(4) Kąt matrycy. Im większy kąt matrycy (tj. kąt pomiędzy powierzchnią czołową matrycy a osią środkową), tym bardziej nierówny jest przepływ metalu. Podczas wytłaczania za pomocą porowatej matrycy otwory w matrycy są rozmieszczone w rozsądny sposób, a przepływ metalu jest zwykle równomierny.
(5) Stopień odkształcenia. Jeśli stopień odkształcenia jest zbyt duży lub zbyt mały, przepływ metalu nie jest równomierny.
(6) Prędkość wytłaczania. Wraz ze wzrostem prędkości wytłaczania wzrasta niejednorodność przepływu metalu.
Badania dynamiki przepływu metalu stopu tytanu w przemyśle pokazują, że w strefie temperatur odpowiadającej różnym stanom fazowym każdego stopu, zachowanie przepływu metalu wydaje się być bardzo różne. Dlatego jednym z głównych czynników wpływających na charakterystykę płynięcia wytłaczanego tytanu i stopów tytanu jest temperatura nagrzewania kęsa, która określa stan przejścia fazowego metalu.
Wytłaczanie w temperaturze strefy fazy a lub a+P powoduje bardziej równomierne płynięcie metalu w porównaniu z wytłaczaniem w temperaturze strefy fazy p. Bardzo trudno jest uzyskać wysoką jakość powierzchni wyrobów wytłaczanych. Do tej pory wytłaczanie stopów tytanu wymagało stosowania smarów. Główną przyczyną jest to, że tytan tworzy topliwe kryształy eutektyczne z materiałami matrycowymi ze stopów na bazie żelaza lub niklu w temperaturach 980 i 1030 stopni Celsjusza, co powoduje silne zużycie matrycy. W przypadku stosowania smarów grafitowych na powierzchni produktu mogą powstawać głębokie, podłużne linie zarysowań, co jest konsekwencją przylegania tytanu i stopów tytanu do pracy na matrycy. Wytłaczanie profili za pomocą smarów do szkła prowadzi do powstania nowego rodzaju defektów „dziobków”, czyli pęknięć w wierzchniej warstwie produktu. Wykazano, że powstawanie „dziobków” wynika z niskiej przewodności cieplnej tytanu i stopów tytanu, co skutkuje gwałtownym ochłodzeniem warstwy wierzchniej wlewka i gwałtownym spadkiem plastyczności.
