L'estrusione a caldo è il processo dominante e insostituibile per la produzione di profili in titanio e leghe di titanio con sezioni trasversali-complesse, in particolare profili a forma-speciale. Il principio prevede il riscaldamento delle billette di titanio (solitamente barre forgiate cilindriche) nella regione di fase (+) (ad esempio, circa 850-950 gradi per la lega TC4), posizionandole in una camera di estrusione preriscaldata e forzando il metallo attraverso una matrice con una forma di sezione trasversale specifica sotto l'enorme pressione di una pressa di estrusione per carichi pesanti da dieci-mila-tonnellate, formando il profilo desiderato in un'unica operazione.
La chiave di questa tecnologia è far fronte all'elevata resistenza alla deformazione del titanio, alla bassa conduttività termica e alla tendenza a ossidarsi alle alte temperature. Pertanto, richiede:
1. Matrici specializzate: realizzate in acciaio per matrici resistente al calore- di alta qualità (come H13) e progettate con angoli della matrice e cavità di saldatura ragionevoli per ottimizzare le linee di flusso del metallo e ridurre le zone morte.
2. Lubrificazione avanzata: è necessario utilizzare lubrificanti per vetro. Si fondono ad alte temperature per formare una sottile pellicola isolante e che riduce l'attrito-tra la billetta e la matrice, proteggendo la matrice e riducendo la forza di estrusione.
3. Controllo preciso della temperatura: la billetta deve essere riscaldata in modo uniforme, mantenendo le differenze di temperatura entro ±10 gradi per evitare torsioni o crepe del profilo dovute a deformazione irregolare.
Dopo l'estrusione, il profilo richiede solitamente una tempra in linea o un raffreddamento controllato per ottenere la microstruttura desiderata. Questo processo prevede un elevato utilizzo di materiale ed è adatto per la produzione di profili di sezione-lunghi e complessi, come travi strutturali di aeromobili e bordi di installazione di involucri di motori.
