Millised on titaanvarraste ekstrusioonitehnika eelised ja puudused?
Titaanvardaid saab töödelda ekstrusioonimeetodi ekstrusiooni ja plastilise deformatsiooni meetodil. Titaanisulamist toorikule hea plastilisuse andmiseks kuumutatakse see esmalt õige temperatuurini. Kuumutatud toorik sisestatakse seejärel ekstruuderisse, kus see ekstrudeeritakse läbi ekstrusioonipea stantsikanalisse, et saada soovitud titaanvarras selle lõplikus kujus ja suuruses. Vastupidiselt ja liigutamistehnikale suudab väljutamisstrateegia paremini järgida titaanikombinatsioonide terastruktuuri ja mehaanilisi omadusi.
Titaanvardaid töödeldakse valtsimismeetodil, mis hõlmab pidevat valtsimist ja plastilist deformatsiooni. Alustuseks soojendatakse titaanikombinatsiooni selge sobivustemperatuurini, et see oleks väga mitmekülgne. Seejärel viiakse soojendatud toorik liikuvasse tehasesse ning peale erinevaid valtsimis- ja pikendamisprotsesse saab lõpuks ometi vajaliku laiuse ja pikkusega titaanlatt. Valtsimisjõu ja temperatuuri reguleerimise teel saab valtsimisprotsessi käigus valmistada erineva suuruse ja omadustega titaanvardaid.
Titaanvarraste, titaansilindrite ja titaantraatide väljatõmbamine on tüüpiline metallikäsitlustehnika. Kontrastsed ja muud plastilised käsitsemistehnikad (nagu rullimine jne) on väljasaatmisstrateegia peamised eelised väljasaatmise käsitsemisel:
1. Kõrge tootmistõhusus on üks titaanvarda, titaantoru ja titaantraadi ekstrusioonitöötluse eeliseid. Metalli, mis talub üheaegselt suuri plastilisi deformatsioone ja millel on ekstrudeerimisel tugevam survepinge kolmes dimensioonis, saab töödelda raskesti deformeeruvate ja madala plastilisusega materjalide jaoks. See suudab toota äärmiselt keeruka ristlõikega ja muutuva ristlõikega torusid ja profiile. Neid tooteid on raske või isegi võimatu muude meetoditega töödelda. Väljasaatmise käsitsemise tehnika võib titaanmaterjalid kiiresti ideaalsesse vormi muuta, mis omakorda suurendab loomise tootlikkust ja vähendab kokkupanekukulusid. Veelgi enam, väljasaatmise käsitlemine võib samamoodi lõpetada mitu tsüklit ühe tsükliga, arendades veelgi loomise tõhusust.
2. Ekstrusioonitöötlus võib pakkuda ka suurepäraseid materjali omadusi. Väljatõrjumise ajal puutuvad titaanmaterjalid kokku tugevusaladega, mis viimistlevad nende terasid ja parandavad nende mehaanilisi omadusi. See vähenev mõju suurendab materjali solidaarsust, kõvadust ja erosioonitakistust, muutes selle töökindlamaks ja vastupidavamaks erinevates kaasaegsetes rakendustes. Interaktsioonivoog on põhiline, käigukastiga spekuleeritakse vähe ja loomistsüklit on üldiselt lihtne arvutiseerida.
3. Ekstrusioontöötlus võimaldab ka keerukate kujundite tootmist ja sellel on suur tootmise paindlikkus. Ühe seadmega saab toota mitut sorti ja spetsifikatsiooniga tooteid ning toote asendamine on lihtne. Tootel on täpsed mõõtmed, kõrge pinnakvaliteet ja hea üldine kvaliteet. Titaanvardaid, titaantorusid ja titaantraate saab ekstrudeerida mitmesugusteks keerukateks kujunditeks, nagu erikujulised sektsioonid, õhukeseseinalised struktuurid jne. Tänu sellele paindlikkusele kasutatakse ekstrusioonitöötlust laialdaselt sellistes valdkondades nagu lennundus, autotööstus ja meditsiiniseadmed.
Võrreldes teiste plastitöötlemismeetoditega (nt valtsimine jne), on titaanvarda, titaantoru ja titaantraadi ekstrusioonitöötluse ekstrusioonimeetodi peamised puudused:
1. Tootmise efektiivsus on madal. Ekstrusioonitsüklis on palju abiprotsesse, mis võtavad kaua aega ja tootlikkus on madalam kui valtsimisel.
2. Metallist fikseeritud jäätmete kadu on suur ja saagis väike. Ekstrusiooni lõpus ja ekstrusiooni lõpus jäetud jääkrõhk on fikseeritud kaod ja ainuüksi jääkrõhk moodustab 10–15% tooriku kvaliteedist. Kuna tooriku pikkus on piiratud (tavaliselt ei ületa tooriku pikkuse ja läbimõõdu suhe 3–4) ettepoole ekstrusiooni ajal ei saa tooriku pikkuse suurendamisega vähendada fikseeritud jääksurvekadu, saagikus on madal.
3. Tööriista tarbimine on suur. Ekstrusioonimeetodi silmapaistev omadus on kõrge tööpinge, mis võib ulatuda 10-kordse metalli deformatsioonikindlusest. Surve pigistuspadjale on keskmiselt 400–800 MPa, mõnikord ulatudes 1000 MPa-ni või rohkem. Kõrge temperatuuri, suure pinge ja suure hõõrdumise mõjul on ekstrusioonitööriista kasutusiga palju väiksem kui rullil ja tööriista tarbimine on suurem.
4. Toote jõudlus on ebaühtlane. Ekstrusiooni ajal on tooriku sisemise ja välimise kihi ning esi- ja tagaosa ebaühtlase deformatsiooni tõttu toote struktuur ja omadused kogu pikkuses ja otsapinnas ebaühtlased.
Ekstrusioonimeetod sobib värvilisest metallist torude, varraste, profiilide ja traattoorikute tootmiseks väikeste partiidena ning laia valiku ja spetsifikatsioonidega. Ekstrusioontöötlusel on kõrged nõuded toorainele ning valida tuleb hea elastsuse ja plastilisusega titaanisulamist materjalid. Lisaks võivad ekstrusiooniprotsessi käigus tekkida sisemised defektid ja pinnadefektid, mis nõuavad hilisemat töötlemist ja kontrolli. Keeruliste otspindade või õhukeste seintega torude ja profiilide, ülipaksuseinaliste torude puhul, mille läbimõõdu ja seina paksuse suhe läheneb 2-le, ning rabedate värviliste metallide ja spetsiaalsete terasmaterjalide puhul on ekstrusioon ainus teostatav survetöötlusmeetod.
