Influence of glass deposition on the alpha-case formation in a Ti-6Al-4V alloy for extrusion

In order to understand more accurately the alpha-case and oxygen enriched zone formation in the extrusion process of the Ti-6Al4V titanium alloy, this study was commissioned by an external company to the Metallurgy laboratory of the Politecnico di Milano polo territorial di Lecco. The extrusion process adopted by the company consist in covering the external surface of a round billet with glass powder. Then it is heated, extruded in few seconds and cooled. Because of titanium high affinity for oxygen, an alpha-case layer appears on the surface. In this study, some billet samples have been covered with two different types of glass, each one divided into three thickness classes and heated at three different extrusion temperatures: 1100°C, 1180°C and 1260°C. Covering effect from oxygen absorption of both types of glass powder has been analyzed and compared with uncovered samples. Micro-hardness profile approach has been used to evaluate oxygen absorption. Average hardness evaluation in micro-hardness profiles and measurement of oxygen absorption distance have been employed to compare the covering effect of the two types of glass.

Con l’obiettivo di capire in modo più accurato il meccanismo di formazione dell’Alpha-case e dello strato arricchito di ossigeno durante il processo di estrusione della lega Ti-6Al-4V, questo studio è stato commissionato da un’azienda al dipartimento di ingegneria meccanica del Politecnico di Milano, polo territoriale di Lecco. Il processo di estrusione adottato dall’azienda consiste nel coprire la superficie esterna di una billetta con polvere di vetro. Successivamente la billetta viene riscaldata, estrusa in pochi secondi e raffreddata. A causa dell’elevata affinità del titanio per l’ossigeno, uno strato di Alpha-case si forma superficialmente. In questo studio, alcuni campioni sono stati ricoperti con due diverse tipologie di vetro, ciascuno suddiviso in tre diverse classi di spessore, ed estrusi a tre diverse temperature: 1100°C, 1180°C, 1260°C. In questo studio è stato analizzato l’effetto protettivo dei due vetri e confrontato con campioni senza copertura. Per valutare l’assorbimento di ossigeno è stato utilizzato il metodo delle micro-durezze. Durezza media e distanza di assorbimento sono stati utilizzati come parametri di confronto e valutazione dell’effetto protettivo di ciascun vetro.