Ze względu na wysokie ciśnienie żywotność prętów tytanowych jest zmniejszona. Dlatego też, gdy do kucia prętów tytanowych stosuje się kucie matrycowe, objętość pierwotnego półwyrobu musi być ściśle ograniczona, co komplikuje proces przygotowania materiału. Decyzję o zastosowaniu kucia matrycowego należy rozważyć z punktu widzenia zainteresowania i wykonalności procesu. W przypadku kucia matrycowego utrata zadziorów stanowi 15%-20% masy półfabrykatu. Odpad procesowy części mocującej (jeżeli część tę należy pozostawić zgodnie z warunkami kucia matrycowego) stanowi 10% masy półwyrobu. Względna strata metalu zadziorowego zwykle wzrasta wraz ze spadkiem masy półwyrobu. W przypadku niektórych odkuwek o budowie asymetrycznej, dużych różnicach przekrojów oraz trudnych do wypełnienia częściach miejscowych zużycie zadziorów może sięgać nawet 50%. Chociaż przy kuciu matrycowym w zamkniętej matrycy nie występują straty zadziorów, proces wytwarzania półwyrobów jest skomplikowany i należy dodać więcej rowków narzędzi przejściowych, co niewątpliwie zwiększy koszty pomocnicze.
Ostatni blank jest poddawany jedynie obróbce cieplnej i cięciu. Temperatura kucia i stopień odkształcenia to podstawowe czynniki determinujące strukturę i parametry stopu. Obróbka cieplna prętów tytanowych różni się od obróbki stali. Kucie matrycowe jest zwykle stosowane w celu uzyskania kształtów i rozmiarów zbliżonych do złomu. Nie odgrywa decydującej roli w organizacji stopu. Dlatego specyfikacje procesu ostatniego etapu prętów tytanowych odgrywają szczególnie ważną rolę. Całkowite odkształcenie półwyrobu nie może być mniejsze niż 30%, a temperatura odkształcenia nie może przekraczać temperatury przemiany fazowej. Aby pręt tytanowy uzyskał jednocześnie większą wytrzymałość i plastyczność, temperatura i stopień odkształcenia powinny być rozłożone możliwie równomiernie w całym odkształcanym półfabrykacie.
Po obróbce cieplnej rekrystalizującej jednorodność i wydajność prętów tytanowych nie są tak dobre, jak w przypadku odkuwek stalowych. W obszarze intensywnego przepływu metalu małe powiększenie to rozmyty kryształ, a duże powiększenie to drobny kryształ równoosiowy; w trudnym obszarze odkształcenia, ze względu na małe odkształcenie lub brak odkształcenia, jego organizacja często utrzymuje stan sprzed odkształcenia. Dlatego też podczas kucia niektórych ważnych części prętów tytanowych (takich jak tarcze, łopatki sprężarki itp.), oprócz kontrolowania temperatury odkształcenia poniżej TB i odpowiedniego poziomu odkształcenia, bardzo ważne jest kontrolowanie organizacji pierwotnego półwyrobu. W przeciwnym razie gruboziarnista organizacja lub pewne wady zostaną odziedziczone w odkuwce i nie będzie można wyeliminować późniejszej obróbki cieplnej, co doprowadzi do złomowania odkuwki.
W obszarze szybkich odkształceń, gdzie efekt cieplny jest lokalnie skoncentrowany, podczas kucia na młotku odkuwek prętów tytanowych o skomplikowanych kształtach. Nawet jeśli temperatura ogrzewania jest ściśle kontrolowana, temperatura metalu może nadal przekraczać TB stopu. Na przykład podczas kucia półwyrobu z pręta tytanowego o przekroju w kształcie litery I młotek jest zbyt ciężki, a lokalna temperatura w środku (obszar środnika) jest o około 100 stopni wyższa niż lokalna krawędź z powodu efektu cieplnego odkształcenia. Dodatkowo obszar trudny do odkształcenia oraz obszar o krytycznym stopniu odkształcenia mają skłonność do tworzenia struktur gruboziarnistych o stosunkowo małej plastyczności i trwałości w procesie nagrzewania po kuciu. Dlatego właściwości mechaniczne odkuwek o skomplikowanych kształtach kutych metodą kucia młotkowego są często bardzo niestabilne. Doprowadzi to jednak do gwałtownego wzrostu odporności na odkształcenia. Chociaż obniżenie temperatury nagrzewania do kucia może wyeliminować ryzyko miejscowego przegrzania półwyrobu, zwiększy to zużycie narzędzi i pobór mocy, w związku z czym konieczne będzie użycie mocniejszego sprzętu.
Zastosowanie wielu metod lekkiego gwintowania może również zmniejszyć lokalne przegrzanie blanku. Wymaga to jednak wydłużenia czasu ogrzewania. Aby zrekompensować ciepło utracone przez półfabrykat w kontakcie z zimniejszą matrycą. A gdy wymagania co do plastyczności i wytrzymałości wytrzymałościowej odkształcanego metalu nie są zbyt wysokie, lepiej jest zastosować kucie młotkowe do odkuwek o stosunkowo prostych kształtach. Stopów nie należy jednak kuć młotkowo, ponieważ wielokrotne nagrzewanie podczas procesu kucia matrycowego będzie miało korzystny wpływ na właściwości mechaniczne. W porównaniu z młotem kuźniczym prędkość robocza prasy (prasy hydraulicznej itp.) jest znacznie zmniejszona, co może zmniejszyć odporność na odkształcenia i efekt termiczny odkształcenia stopu. Gdy pręt tytanowy jest kuty matrycowo na prasie hydraulicznej, jednostkowa siła kucia półfabrykatu w matrycy jest o około 30% mniejsza niż w przypadku kucia matrycowego młotkowego, co może wydłużyć żywotność matrycy. Redukcja efektu cieplnego zmniejsza także ryzyko przegrzania metalu i wzrostu temperatury powyżej TB.
Pod tym samym ciśnieniem jednostkowym, co kucie matrycowe młotkiem, gdy prasa jest kuta matrycowo. Pustą temperaturę ogrzewania można zmniejszyć o 50100 stopni. W ten sposób odpowiednio zmniejsza się również interakcja pomiędzy nagrzanym metalem i gazem okresowym oraz różnica temperatur pomiędzy półwyrobem a matrycą, poprawiając w ten sposób równomierność odkształcenia, znacznie poprawia się również jednorodność struktury odkuwki matrycowej, odpowiednio poprawia się także spójność właściwości mechanicznych. Zmniejsz prędkość odkształcenia, wzrost liczbowy bardziej oczywistego skurczu powierzchni, skurcz powierzchni jest bardziej wrażliwy na defekty strukturalne spowodowane przegrzaniem.
Tarcie z narzędziem jest duże, a powierzchnia styku półwyrobu zbyt szybko się stygnie. Aby poprawić płynność pręta tytanowego i zwiększyć żywotność matrycy. Typową praktyką jest zwiększanie nachylenia i promienia zaokrąglenia matrycy oraz stosowanie smarów: wysokość mostka zadziorowego na matrycy do kucia jest większa niż w przypadku stali. Cechą charakterystyczną odkształcenia pręta tytanowego jest to, że trudniej jest wpaść w głęboki i wąski rowek matrycy niż w przypadku stali. Dzieje się tak dlatego, że tytan ma wysoką odporność na odkształcenia. Zwykle jest o około 2 mm większy. Czasami można zastosować rowki zadziorowe o nierównym rozmiarze mostka, aby ograniczyć lub przyspieszyć przepływ metalu do określonej części rowka. Na przykład, aby ułatwić wypełnienie rowka. Odkuwka w kształcie prostokąta (jak pokazano na rysunku 12) ma cieńsze ścianki boczne przednie i tylne; grubsze ściany boczne lewa i prawa. Kiedy rowki zadziorowe pokazane na BB są zastosowane wokół części w kształcie pudełka, ze względu na mały opór metalu wpływającego do lewej i prawej ściany bocznej, metal ma trudności z przepływaniem do cieńszych przednich i tylnych ścian bocznych i nie może być wypełniony. Później w przednich i tylnych ścianach bocznych nadal zastosowano rowki z zadziorami pokazane na BB, natomiast w lewej i prawej ściance bocznej zastosowano rowki z zadziorami pokazane na AA. Ze względu na duży rozmiar mostka i zatkanie rowka tłumiącego, cieńsze ścianki boczne przednia i tylna są całkowicie wypełnione, a metal jest oszczędzany w porównaniu do wspomnianej metody rowków zadziorowych.
Zapewnia wykonalną metodę rozwiązywania formowania dużych i złożonych precyzyjnych odkuwek prętów tytanowych. Metoda ta jest szeroko stosowana w produkcji prętów tytanowych. Jednym z skuteczniejszych sposobów poprawy płynności prętów tytanowych i zmniejszenia odporności na odkształcenia jest zwiększenie temperatury wstępnego nagrzewania matrycy. Kucie izotermiczne i kucie matrycowe na gorąco rozwinęły się w ciągu ostatnich dwóch lub trzech dekad w kraju i za granicą.
