有色金属塑性加工

3)挤压比
挤压比 ——表征挤压变形程度，主要受模具强 度和使用寿命限制（提问：其它工艺还受材料 塑性、工艺参数等影响吗？）
F0 F
ln
F0 F
F0 F0
F
100%
2．3 挤压制品的组织与性能
1)组织特征：组织不均匀，有层状 组织和粗晶环
（1）组织不均匀：中心部晶粒比外 层粗大，前端晶粒比后端粗大（变 形热不易逸出的铝和软铝合金热挤 压相反）。为什么？（剪切变形使 晶粒破碎、充分再结晶使晶粒粗大）
— 中心压应力、边部拉应力（中部弹性恢复受到边部约束）
n 1
— 中心压应力、边部拉应力（中部快流出后弹性恢复受到边部约束）
脆性材料棒材表面1n引起表面周向裂纹、头部1n引起开花
★紊流挤压（挤压终了）特点
a、坯料长度接近压缩锥高度
b、挤压力随挤压轴行程增加而急剧增加
c、有挤压尾缩 d、径向流动金属比重增加，变形区金属流动
c、垫篇平、凸、凹形状的影响约有不 同，一般用平垫片
ห้องสมุดไป่ตู้
（4）变形程度的影响
相同情况下，变形程度增加，变形不均 匀性增加，当变形大于85%，变形趋于 均匀。
原因：剪切变形深入中心部。
注意：如制品无二次变形，又有性能均 匀性要求，需将变形大于85%。
（5）挤压速度的影响
a、较小变形时，速度增加，热效应可使流动性有所 改善
I1区，1 0,0 或 r s ;1 0,r 0, 0
I2区，1 0, r 1 s ; r 0,1 0, 0
变形区内应力（附加应力）—
n 1心部
（0 中间比边部流动快），
n 1边部
（0 理由同上）
挤出区内应力（附加应力, 残余应力）— r 0(径向弹性回复受约束）
n
何？） 立式挤压机 DZ D0 (2 ~ 3)mm D0——挤压筒内径
长度： LZ LD LG LG LT (15 ~ 50)mm
1．2有色金属塑性加工方法及加工 材的构成特点
1)加工方法 板带箔材——轧制 棒型材——挤压 管材——挤压、拉拔 线材——轧制、拉拔 锻件——锻压
2.2挤压时金属的流动
1）圆棒材正向挤压（典型） 挤压过程三阶段：填充挤压、稳定挤
压、挤压终了 ★填充挤压阶段特点： a.D坯＜ D筒，先横向流动填充挤压筒
b、较小变形时，速度增加，制品产生周期性周向裂 纹。原因：流动不均匀、附加应力作用大；加工 硬化；高温脆性。
（6）坯料尺寸和形状的影响
a、L/d=1—1.5,L增加，变形不均匀性增加； L/d＞1.5,变形不均匀性不再增加，成品率提高； L/d＜1一般不用
b、坯料断面形状接近模孔中心，变形不均匀性有所 改善
（2）粗晶环：部分有色金属挤压制品出 现外层沿主应变方向被拉长的粗大晶 粒组织
产生原因：外层金属弯曲变形大，畸变 大，势能高，再结晶温度降低，再结 晶时晶粒急剧长大。
主要解决办法：①增加Mn、Cr等能提高 再结晶温度的“有益合金” 含量；② 采用低温挤压；③使挤压筒温度高于 坯料温度；④适当降低淬火加热温度； ⑤附加拉应力使“有益合金” 容易析 出等……根据实际情况有针对性加以 解决。
紊乱 问题：管材正向挤压、型材正向挤压？（作
业）
反向挤压的特点： a、塑性变形区集中在模孔或出口间隙附近 b、摩擦小，变形区小，挤压力较正挤压力小 c、变形流动较均匀，缩尾与压余小 d、A-粘滞区（刚性区）,B-塑性变形区,C-弹
性区 问题：复合挤压的特点？
3）影响挤压金属流动的因素 （1）摩擦与润滑的影响 摩擦 ，变形区和死区 ，金属流动不均匀性 高强材料挤压由于摩擦影响因素减低比低强
（3）层状组织：制品折断面呈现分层方 向与轴线平行的木质状断口
产生原因：无权威解释，铸锭组织缺陷 挤压时拉长？
主要解决办法：使铸造组织均匀化
2）力学性能特征：性能不均匀，有挤 压效应现象
（1）性能不均匀：未热处理状态，制 品内部前端强度低、延伸率高，制品 外层后端强度高、延伸率低，纵向强 度指标大于横向指标。
★模具结构设计原则、步骤
（1）上下（左右）两部分应有足够的同 心度
（2）工作部分安装、拆卸方便，固定可 靠
（3）装出料（坯）方便、安全、顺畅
（4）整体结构有足够的刚度
（5）热、温挤压有冷却模具或预热与保 温模具措施
2、挤压轴（挤压杆）设计 1）结构与尺寸
LZ
LD
LG
DZ
实心——挤压棒型材 空心——挤压管棒材 结构——整体形式、根部与杆部过盈组装形式 直径:：卧式挤压机 DZ D0 (5 ~ 10)mm（过大过小如
材料流动均匀，润滑减小摩擦而改善变形 和受力 （2）温度的影响 温度 ，塑性 ，变形抗力 ，金属流动性 注意：预热模具，铝合金对模具有粘着性
（3）模具结构与形状的影响
a、模子模角 增大，流动不均匀性增 加，死区高度增加，但制品表面质量 好
b、挤压筒形状与制品形状相似，金属 流动均匀，宽厚比大的制品不宜用圆 坯
降
5）模角
金属弯曲变形与接触面大小综合作用， 存合理模角
2、挤压力计算
P RS Tt Tzh Tg C
Rs—克服金属变形抗力部分 Tt—克服挤压筒摩擦阻力部分 Tzh—克服压缩锥金属与模壁的摩擦阻力部分 Tg—克服模具定径带摩擦阻力部分 C—其它（反拉力、牵引力、惯性力、垫片摩擦力
等）部分等效作用
为什么？为什么变形程度大于85%后性 能趋于均匀？
（2）挤压效应：部分有色金属材料的挤 压制品与轧制、锻造等方法加工的制 品经相同的热处理后相比，内部强度 高、塑性低。
产生原因：热处理后仍保留变形织构而 未再结晶。
主要解决办法：采用使其发生再结晶的 办法、通过变形方式
2.4挤压力
1、各种因素对挤压力的影响 1）挤压温度、变形抗力及摩擦 2） 变形程度 3）坯料长度 如无温度降低，因摩擦力增加而 4）挤压速度 受加工硬化、热效应等多因素影响，有增有
（为什么？），少部分流出模孔 b.挤压力随挤压轴行程增加而增大
★稳定挤压特点（代表挤压变形基本 特征）：
a.变形金属充满挤压筒，连续稳定流出 模孔，金属与筒壁摩擦大
b.挤压力随挤压轴行程增加而减小
C.弹性变形、塑性变形、刚性（死区） 三区（重点分析）
d.变形不均匀（重点分析），内应力大
Ⅰ—塑性变形区，Ⅱ—弹性变形区，Ⅲ—刚性区