Титановые и сплавы титана прутки имеют низкую теплопроводность, что при горячей экструзии приводит к значительной разнице температур между поверхностным и внутренним слоями. Когда температура контейнера экструзии составляет 400 градусов, разница температур может достигать 200-250 градусов. Под совместным влиянием абсорбции газов и большой разницы температур в заготовке, поверхность и центр металла приобретают значительно различные механические свойства и пластичность, что приводит к неравномерной деформации в процессе экструзии, создавая большие дополнительные растягивающие напряжения на поверхности, которые становятся причиной образования трещин и разрывов на поверхности экструдированных изделий. Процесс горячей экструзии титановых и сплавов титана прутков более сложен, чем экструзия алюминиевых, медных сплавов или даже стали, что определяется специфическими физико-химическими свойствами титановых и сплавов титана прутков.

Исследования кинетики течения металла в промышленных титановых сплавах показали, что в температурных зонах, соответствующих различным фазовым состояниям сплавов, наблюдается значительное различие в поведении течения металла. Таким образом, одним из основных факторов, влияющих на характеристики течения при экструзии титановых и сплавов титана прутков, является температура нагрева заготовки, определяющая фазовое состояние металла. При экструзии в зоне а или а+P фазы течения металла более равномерно, чем при экструзии в зоне P фазы. Получение высокого качества поверхности экструдированных изделий является очень сложной задачей. До настоящего времени процесс экструзии титановых сплавов обязательно требует использования смазки. Основная причина этого заключается в том, что титан при температурах 980 и 1030 градусов образует легкоплавкие эвтектики с материалами штампов на основе железа или никеля, что приводит к сильному износу штампов.

Основные факторы, влияющие на течение металла при экструзии:

1. Метод экструзии. Обратная экструзия обеспечивает более равномерное течение металла, чем прямая экструзия; холодная экструзия обеспечивает более равномерное течение металла, чем горячая экструзия; смазанная экструзия обеспечивает более равномерное течение металла, чем несмазанная экструзия. Влияние метода экструзии реализуется через изменение условий трения.

2. Скорость экструзии. Увеличение скорости экструзии усиливает неравномерность течения металла.

3. Температура экструзии. Повышение температуры экструзии и снижение сопротивления деформации заготовки усиливают неравномерность течения металла. В процессе экструзии, если температура нагрева контейнера и штампа слишком низкая, разница температур между внешним и центральным слоями металла увеличивается, что приводит к увеличению неравномерности течения металла. Чем лучше теплопроводность металла, тем более равномерным будет температурное распределение на торцевой поверхности заготовки.

4. Прочность металла. При прочих равных условиях, чем выше прочность металла, тем более равномерным будет течение металла.

5. Угол матрицы. Чем больше угол матрицы (т.е. угол между торцевой поверхностью матрицы и её осевой линией), тем более неравномерным будет течение металла. При использовании многоотверстной матрицы, разумное расположение отверстий матрицы способствует более равномерному течению металла.

6. Степень деформации. И слишком большая, и слишком маленькая степень деформации приводят к неравномерному течению металла.