挤压拉拔知识点

挤压：对放在容器中的钢坯一端施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。

正挤压特征：金属流动方向与挤压杆运动方向相同，钢坯与挤压筒内壁有相对滑动，二者间存在很大外摩擦。

正挤压三个阶段：开始，金属承受挤压杆的作用力，首先充满挤压筒和模孔，挤压力急剧上升。

基本，一般筒内的锭坯金属不发生中心层与外层的紊乱流动，挤压力随筒内锭坯长度的缩短，表面摩擦总量减少，几乎呈直线下降。

终了，管内金属产生剧烈的径向流动，即紊流，易产生缩尾，此时工具对金属的冷却作用，强烈的摩擦作用，使挤压力迅速上升。

填充系数：挤压筒内断面积与锭坯的断面积之比，指金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓时的变形指数。

挤压比：挤压筒腔的横断面积与挤压制品总横断面积之比，指金属不发生横向流动时的变形指数。

粗晶芯：反挤压棒材纵向低倍组织上，沿中心缩尾边缘一直向前延伸，形成一个特殊粗晶区，叫。

死区：在基本挤压阶段，位于挤压筒与模子端面交界处的金属，基本上不发生塑性变形，故称为死区。

死区产生原因：强烈的三向压应力状态，金属不易达到屈服条件。

受工具冷却，σs增大。

摩擦阻力大。

影响死区因素：模角，摩擦力，挤压比，挤压温度速度，模孔位置。

死区的作用：可阻碍锭坯表面的杂质、氧化物、偏析瘤、灰尘及表面缺陷进入变形区压缩锥而流入制品表面，提高制品表面质量。

终了挤压三大挤压缩尾及防止措施：挤压缩尾是出现在制品尾部的一种特有缺陷，主要产生在终了挤压阶段。

缩尾使制品金属不连续，组织与性能降低，依其出现部位有中心缩尾(当钢坯渐渐被挤出模孔，后端金属容易克服挤压垫上的摩擦力产生径向流动，将钢坯表面上常有的氧化物，偏析瘤，杂质或油污带入制品中心，破坏了制品致密性，使制品低劣)。

环行缩尾(出现在制品断面中间，形状为圆环。

堆积在靠近挤压垫和挤压筒交界处的金属沿着后端难变形区的界面流向了制品中间层)。

皮下缩尾(出现在制品表皮内，存在一层使金属径向上不连续的缺陷)。

措施：对锭坯表面进行机械加工~车皮。

采用热剥皮挤压。

采用脱皮挤压。

进行不完全挤压~留余压。

保持挤压垫工作面清洁，减少锭坯尾部径向流动可能性。

影响金属流动因素：接触摩擦与润滑的影响。

工具与锭坯温度(工具的冷却作用，金属导热性，合金相变，摩擦条件)。

金属强度特性。

工具结构与形状(挤压模，模角越大，越不均匀。

挤压筒。

挤压垫)。

变形程度。

挤压力：挤压杆通过挤压垫作用在钢坯上使之依次流出模孔的压力。

影响挤压力因素：挤压温度与变形抗力(挤压力大小与金属变形抗力成正比)。

变形程度(正比)。

挤压速度(开始挤压，力大。

继续进行，力降。

若缓慢挤压，力可能一直升高)。

挤压模角(角大，力先高后小)。

制品断面形状。

锭坯长度(越长，越大)。

挤压方法(反挤小，正大)。

粗晶环：合金在热变形处理中形成异常大的晶粒，这种粗大晶粒在制品中分布通常不均匀，呈环状分布在制品断面周围，称粗晶环。

粗晶环分布规律：单孔模粗晶环均匀的分布在周边，多~出现在局部周边，呈月牙形。

模孔数少，牙形粗晶环较长，~多，短。

型材棒材断面上分布不均匀，在型材角部或转角区，粗晶环厚度较大，晶粒较粗。

粗晶环形成基理：粗晶环产生部位常常是金属材料承受剧烈附加剪切变形的部位。

挤压温度越高，粗晶环越厚。

影响粗晶环因素：合金元素。

铸锭均匀化。

挤压温度。

应力状态。

挤压方式。

变形程度。

挤压效应及产生原因：某些工业用铝合金经过同一热处理，淬火与时效后，发现挤压制品纵向上的抗拉强度要比其他压力加工制品的高，而延伸效率较低的情况称挤压效应。

原因：内因：凡是含有过渡元素的热处理可强化的铝合金都会产生挤压效应。

外因：变形与织构：挤压时，金属处于三向压缩应力状态和二压一拉变形状态，变形区的内部金属流动平稳，网状膜不破，使得制品纵向抗拉强度提高。

阻碍角：在型壁较厚和比周长较短处的模孔入口做一个小斜面，斜面与模子轴线间的夹角。

促流角：为了促进金属向弯壁部分流动，对阻力大的薄壁部分做一个具有rc角的促流斜面。

挤压机分类：传动类型：机械，液压（结构：卧式，立式。

）。

舌比：对于半空心型材，把型材断面所包围的空心部分的面积A与型材开口宽度的平方W^2之比，R=A/W^2。

穿孔针：对实心锭进行穿孔或用实心锭生产管材。

挤压垫：防止高温金属与挤压杆直接接触，并防止金属倒流。

挤压模：用于生产所需要的形状尺寸的制品。

挤压杆：用于传递挤压力。

挤压筒：盛放高温锭坯。

模孔类型：平模，流线，双锥，锥，平锥，碗形，平流线。

多孔模设计：生产直径较小的棒材和简单小断面型材时，为了提高挤压机生产率或为了限制挤压比过大而引起的挤压力太高，以及受料台长度有限使挤出的制品不能过长等原因采用多孔模挤压。

型材模设计时，减少金属流动不均措施：型材的重心布置在模子的中心上。

(适用于两个以上对称轴型材)。

采用对称位置布置模孔。

(对称面少的型材，采用对称布置模孔增加整体的对称性)。

采用不等长的工作带(工作带增加摩擦力，迫使金属流向阻力小的位置，达到流动均匀的目的)。

采用阻碍角或促流面。

采用平衡模孔。

采用附加筋条。

单孔模设计如何合理布置模孔：具有两个以上对称轴的型材，型材的重心布置在模子中心。

具有一个对称轴，且断面壁厚差较大的型材，型材的重心相对模子偏一定距离，且将金属不易流动的壁薄部位靠近模子中心。

壁厚差不太大，但断面较复杂的型材，将型材外接圆的圆心布置模子中心。

挤压实心材料常见的缺陷及防止措施：1.扭拧：分麻花状扭拧(在流速快一侧阻碍或慢的一侧加快)和螺旋状扭拧(同上)。

2.波浪：在流速快的部位通过加长工作带或做阻碍角进行阻碍。

3.侧弯：阻快加慢，或在流速慢端涂润滑油，或使锭坯加热均匀，或改善模孔分布状态。

4.扩口：一般将流速快的一侧加以阻碍，但沿型材长度方向扩口，不是连续时，不必修模，可通过矫辊矫正。

5.平面间隙不合格：间隙若由工作带设计不合理所致，修模时将流速快一侧阻碍，若由模子弹性变形引起尺寸不足和间隙不合格，则可将悬壁部分工作带作一个斜角处理。

6.尺寸不足：金属填充不满引起的尺寸不足。

流体不均~模孔弹性变形~模孔下塌~模具弹性变形和整体弯曲~中间尺寸变小~金属供应不足~。

7.角裂：对于内部角裂，将悬壁部位尖棱处修一小圆角或涂抹润滑油。

外部角裂，若是模孔角部出现裂纹，则更换模子，否则将角部做一小圆角或涂润滑油。

挤压筒：由二层或三层以上的衬套以过盈热配合组装在一起的。

提高挤压工具寿命途径：改进工具结构形状。

制定和严格控制合理的挤压工具参数。

合理预热和冷却挤压工具。

合理安装挤压工具。

改善挤压工具材料的制造和加工工艺。

挤压比的选择：根据工艺生产流程，其值控制在6~100。

1.金属与合金的可挤压性(确定挤压温度后，挤压比增大制品流出模孔的温度速度都升高。

避免制品表面粗糙裂纹，选择合适挤压比)。

2.制品质量要求(挤压热加工的制品时，挤压比不得小于10，毛料不小于5)。

设备能力限制(挤压比值能实现挤压又不超过设备能力)。

挤压温度的选择：合金状态图（根据合金的相图，确定挤压温度的上下限）。

金属的塑性图（塑性最好的温度区间作为挤压温度范围）。

再结晶图（根据晶粒度、加工率、终了温度的关系图，选择晶粒细小的温度范围为出模孔温度）。

变形抗力图（尽可能选择变形抗力较低的温度作为挤压温度）。

挤压速度的选择:三种表示方法：挤压杆的移动速度。

金属流出模孔的速度。

金属的变形速率。

单动与双动挤压机：单动挤压机无独立穿孔系统，挤压实心的棒材和线材。

使用空心锭与随动针，或实心锭与组合模，或可挤压管材与空心型材。

双动有…，用于挤压管材，更换实心的挤压杆与挤压垫也可挤压型材棒材。

拉拔概念及分类：在外力作用下，迫使金属坯料通过模孔，以获得相应形状、尺寸的制品的塑性加工方法。

分为实心材拉拔和空心材拉拔。

空心材拉拔方法：空拉。

长芯杆拉拔（空拉段，减壁段，定径段）。

固定短芯头拉拔（空拉段，减壁段。

条件：稳定拉拔α＜3°）。

游动芯头拉拔（空拉区，减径区，第二次空拉区，减壁区，定径区。

条件α1＞β）。

顶管法。

扩径拉拔。

空拉能纠正管子偏心原因：不均匀壁厚管坯拉拔时，空拉道次越多，效果越明显，薄壁处塑性变形，即周向压缩，径向延伸，使壁增厚，轴向延伸。

空拉对管壁失稳：拉拔偏心严重的管材时，不但不能纠正偏心，而且由于在壁薄处周向压应力σθ过大，会使管壁失稳而向内凹陷或出现皱折。

残余应力的消除：减少不均匀变形。

矫直加工。

退火。

影响拉拔力的因素：被加工金属的性质对拉拔力的影响。

变形程度。

模角。

拉拔速度。

摩擦与润滑。

反拉力。

振动。

空拉时管材变形区内的变形特点：空拉时变形区的变形状态是三维变形，即轴向延伸，周向压缩，径向延伸或压缩。

空拉时，管壁厚沿变形区长度上也有不同的变化，由于轴向应力σl由模子入口向出口逐渐增大，而周向应力σθ逐渐减小，因此，管壁厚度在变形区内的变化是由模子入口处壁厚开始增加，达最大值后开始减薄，到模子出口处减薄最大。

锥型模及四带作用：润滑带：在拉拔时便于润滑剂进去模孔，保证制品润滑，减少摩擦，并带走产生的热量和防止坯料划伤。

压缩带：是金属实现塑性变形的主要部分，并获得所需形状与尺寸。

定径带：使制品进一步获得稳定而精确的形状与尺寸。

出口带：防止金属出模孔时被划伤和模子定径带出口端因受力而引起的剥落。

拉拔设备：管棒材拉拔机：链式拉拔机，联合拉拔机列，圆盘拉拔机。

拉线机：单模拉线机，多模连续拉线机（又称多次拉线机，是线材在拉拔时连续同时通过多个模子，而在每两个模子间有绞盘，线以一定的圈数缠绕于其上，借以建立起拉拔力，分为滑动式~＜线与绞盘相对滑动＞和无滑动~）。

铝合金管材拉拔形成：坯料，退火，刮皮，碾头，拉拔，整径，矫直，锯切，检验。