安工大挤压与拉拔复习题答案

挤压与拉拔复习题

概念题：

挤压：就是对放在容器（挤压筒）内的金属锭坯从一端施加外力，强迫其从特定的模孔中流出，获得所需要的断面形状和尺寸的制品的一种塑性成型方法。

拉拔：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。

挤压效应：某些高合金化、并含有过渡族元素的铝合金挤压制品，经过同一热处理（淬火与时效）后，其纵向上的抗拉强度比其他加工（轧制、拉拔、锻造）制品的高，而伸长率较低，这种现象称为挤压效应。

挤压缩尾：挤压快要结束时，由于金属的径向流动及环流，锭坯表面的氧化物、润滑剂及污物、气泡、偏析榴、裂纹等缺陷进入制品内部，具有一定规律的破坏制品组织连续性、致密性的缺陷。

阻碍角：在型材壁厚处的模孔入口处做一个小斜面，以增加金属的流动阻力，该斜面与模子轴线的夹角叫阻碍角。

促流角：在型材壁较薄、金属不易流动的模孔入口端面处做一个促流斜面，该斜面与模子平面间的夹角叫促流角。

粗化：许多合金（特别是铝合金）热挤压制品，经热处理后，经常会形成异常大的晶粒，比临界变形后热处理所形成的再结晶晶粒大得多，晶粒的这种异常长大过程称为粗化。

粗晶环：许多合金（特别是铝合金）热挤压制品，经热处理后，经常会形成异常大的晶粒，这种粗大晶粒在制品中的分布通常是不均匀的,多数情况下呈环状分布在制品断面的周边上，故称为粗晶环。

拉拔配模：根据成品的尺寸、形状、机械性能、表面质量及其他要求，确定坯料尺寸、拉拔方式、拉拔道次及其所使用的工模具的形状和尺寸。

1、正、反向挤压时的主要特征是什么？

正向挤压：特征：变形金属与挤压筒壁之间有相对运动，二者之间有很大的滑动摩擦。引起挤压力增大；使金属变形流动不均匀，导致组织性能不均匀；限制了挤压速度提高；加速工模具的磨损。反向挤压：特征：变形金属与挤压筒壁之间无相对运动，二者之间无外摩擦。

2、什么是死区？死区的产生原因是什么？

死区概念：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：

a、强烈的三向压应力状态，金属不容易达到屈服条件；

b、受工具冷却，σs增大；

c、摩擦阻力大。

3、挤压缩尾的形式及产生原因，减少挤压缩尾的措施。

三种：中心缩尾、环形缩尾、皮下缩尾

A、中心缩尾

（1）筒内剩余的锭坯高度较小，金属处于紊流状态，径向流动速度增加。

（2）将锭坯表面的氧化物、油污等集聚到锭坯的中心部位。

（3）进入制品内部，形成中心缩尾。

随着挤压过程进一步进行，径向流动的金属无法满足中心部位的短缺，于是在制品中心尾部出现了漏斗状的空缺，即中空缩尾。

B、环形缩尾

（1）随着挤压过程进行，堆积在挤压垫与挤压筒角落部位中的带有各种缺陷和污物的金属会越来越多。

（2）挤压末期，当中间金属供应不足，边部金属开始发生径向流动时，这部分金属将沿着后端难变形区的边界进入锭坯的中间部位。

（3）流入制品中，形成环形缩尾。

挤压厚壁管材时，将形成内成层。

C、皮下缩尾

（1）死区与塑性流动区界面因剧烈滑移使金属受到很大剪切变形而断裂。

（2）表面层带有氧化物、各种表面缺陷及污物的金属，会沿着断裂面流出。

（3）与此同时，死区金属也逐渐流出模孔包覆在制品的表面上，形成皮下缩尾（外成层）或起皮。

减少挤压缩尾的措施

（1）对锭坯表面进行机械加工——车皮。

（2）采用热剥皮挤压。

（3）采用脱皮挤压，

（4）进行不完全挤压——留压余。

（5）保持挤压垫工作面的清洁，减少锭坯尾部径向流动的可能性。

4、挤压机的分类？什么是单动式挤压机、复动式挤压机？各自的主要用途是什么？

按传动类型:分液压和机械传动两大类

按总体结构形式:分为卧式和立式挤压机两大类

按其用途和结构:分为型棒挤压机和管棒挤压机，或者称为单动式挤压机和复动式挤压机

单动式挤压机：无独立穿孔系统。适合用实心锭挤压型材、棒材，用组合模挤压空心型材。使用随动针和空心锭也可以挤压无缝管材。

双动式挤压机：具有独立穿孔系统。适合于用空心锭或实心锭挤压无缝管材。采用实心锭也可以挤压型、棒材。

5、挤压机的主要工具有哪些，各自的主要作用是什么？

1) 主要挤压工具:

▪挤压模—用于生产所需要的形状、尺寸的制品。

▪穿孔针（芯棒）—对实心锭进行穿孔或用空心锭生产管材。

▪挤压垫—防止高温金属与挤压杆直接接触，并防止金属倒流。

▪挤压杆—用于传递主柱塞压力。

▪挤压筒—用于容纳高温锭坯。

2) 辅助工具:

模垫、模支承、模座（压型嘴、模子滑架）、挡环（支承环）、针支承、针接手、导路等等。

6、模孔工作带的作用是什么？确定工作带长度的原则是什么？

作用：稳定制品尺寸和保证制品表面质量。

工作带长度的确定原则：

最小长度应按照挤压时能保证制品断面尺寸的稳定性和工作带的耐磨性来确定，一般最短1.5~3mm。最大长度应按照挤压时金属与工作带的最大有效接触长度来确定。铝合金一般最长不超过15~20mm。

7、挤压过程中，影响金属流动的因素有哪些？

（1）接触摩擦及润滑的影响：

1）摩擦越大，不均匀流动越大；

2）润滑可减少摩擦，减少金属流动不均，并可以防止工具粘金属。

（2）锭坯与工具温度的影响：

1）锭坯本身温度：温度高，强度低，流动不均。

2）锭坯断面上的温度分布：加热的不均匀性;工具的冷却作用；导热性的影响。

（3）相变的影响：

温度改变能使某些合金产生相变，金属处于不同的相组织会产生不同的流动情况。

（4）摩擦条件变化：

a、温度不同，摩擦系数不同；产生不同的氧化表面，其摩擦系数也不同。

b、温度不同，可能产生不同相态组织。

c、在高温、高压下极容易发生金属与工具的粘结。

（5）锭坯与工具的温度差：

锭坯与工具的温差越大，变形的不均匀性越大。

(6)金属性质的影响

变形抗力高的金属比抗力低的流动均匀；合金比纯金属流动均匀。

(7)工具形状的影响

1）模角：模角大，死区大，金属流动不均匀，挤压力大，制品表面质量较好。

2）形状相似性：挤压筒与制品形状相似，金属流动均匀。

（8）变形程度的影响

变形程度大，不均匀流动增加，但当变形程度增加到一定程度时，由于变形从表面深入到内部，反而会使不均匀流动减小。

8、在挤压过程中，影响挤压力的主要因素有哪些？

（1）金属的变形抗力

挤压力大小与金属的变形抗力成正比。

（2）锭坯状态

锭坯组织性能均匀，挤压力较小。

（3）锭坯的规格及长度

锭坯的规格对挤压力的影响是通过摩擦力产生作用的。锭坯的直径越粗，挤压力就越大；穿孔针直径越粗，挤压力也越大；锭坯越长，挤压力也越大。

（4）变形程度（或挤压比）

挤压力大小与变形程度成正比，即随着变形程度增大，挤压力成正比升高。

（5）变形温度

随着变形温度的升高，金属的变形抗力下降，挤压力降低。

（6）变形速度

如果无温度、外摩擦条件的变化，挤压力与挤压速度之间成线性关系。

（7）外摩擦条件的影响

（8）模角

随着模角增大，金属进入变形区压缩锥所产生的附加弯曲变形增大，所需要消耗的金属变形功增大；但模角增大又会使变形区压缩锥缩短，降低了挤压模锥面上的摩擦阻力，二者叠加的结果必然会出现一挤压力最小值。这时的模角称为最佳模角。

（9）挤压方式的影响