挤压、拉拔重点

1.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
2.挤压生产的优缺点(了解)
优点：（1）具有最强烈的三向压应力状态；（2）生产范围广，产品规格、品种多；（3）生产灵活性大，适合小批量生产；（4）产品尺寸精度高，表面质量好；（5）设备投资少，厂房面积小；（6）易实现自动化生产。
缺点:（1）几何废料损失大；（2）金属流动不均匀；（3）挤压速度低，辅助时间长；（4）工具损耗大，成本高。
3.挤压的基本方法：最常见的有6种方法：正向挤压、反向挤压、侧向挤压、连续挤压、玻璃润滑挤压和静液挤压。最基本的方法是正向挤压（简称正挤压）和反向挤压（简称反挤压）。
4.正向挤压法：金属的流动方向与挤压杆（挤压轴）的运动方向相同的挤压生产方法。
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。
5.反向挤压法：金属的流动方向与挤压杆（或模子轴）的相对运动方向相反的挤压生产方法。
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。
特点：挤压力小；金属变形流动均匀；挤压速度快。但制品表面较正挤压差；外接圆尺寸较小；设备造价较高；辅助时间较长。
6.正向挤压时金属的变形流动:根据金属变形流动特征和挤压力的变化规律，可将挤压过程分为 开始(填充) 、基本（平流）和终了（紊流）挤压三个阶段
7.金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓变形,其变形指数——用填充系数λc 来表示：λc =F0 / Fp
8.分别连接各条线的两个拐点，形成两个曲面。把这两个曲面与模孔锥面或死区界面间包围的体积称为挤压变形区或变形区压缩锥
9.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。
10.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。
11.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。
12.影响死区大小的因素(了解)：a、模角α 模角大，死区大；b、摩擦系数f 摩擦系数大，死区大；c、挤压比λ 挤压比大，死区高度大，但总体积减小；d、挤压温度 热挤压死区大，冷挤压死区小； e、挤压速度v 挤压速度

快，死区小；f、金属的变形抗力σs
金属变形抗力大，死区大；g、 模孔位置 在多孔模挤压时，模孔靠近挤压筒内壁，死区减小。
13.终了挤压阶段特点：（1）金属的横向流动剧烈增加，并产生环流；（2）挤压力增加；（3）产生挤压缩尾。
14.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。
16.挤压缩尾的形式：中心缩尾、环形缩尾、皮下缩尾。
17.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。
18.反挤压只有中心缩尾和皮下缩尾。
19.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，有一个特殊的粗晶区—粗晶芯，这是正挤压所没有的组织特征。
20模角与死区的关系：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。
21.不发生横向流动。其变形指数——用挤压比λ来表示：λ = F0 / F1
22.影响挤压力的主要因素：（1）金属的变形抗力 ；（2）锭坯状态 ；（3）锭坯的规格及长度 ；（4）变形程度（或挤压比）；（5）变形温度；（6）变形速度；（7）外摩擦条件的影响；（8）模角；（9）挤压方式的影响。
23.穿孔力计算（P46-48）
24.温度修正系数:
25.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，这种组织称为粗大晶粒组织。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。
26.粗晶环的分布规律:
A 、在横断面上:(1）单孔模挤压：呈环状均匀分布在制品的周边上。（2）多孔模挤压：呈月牙状分布在靠向模子边缘一 边棒材的周边上。（3）挤压六角棒、型材：在其角部、转角处的粗晶环较深。
B 、在纵向上：越靠近制品的尾端，粗晶环越深。
27.粗晶环的形成机制:挤压制品外层金属、尾部金属的晶粒破碎和晶格歪扭程度分别比内部和前端严重。晶粒破碎严重部分的金属，处于能量较高的热力学不稳定状态，降低了该部位的再结晶温度。在随后的热处理过程中易较早发生再结晶，当其他部位刚开始发生或还没有发生再结晶时，该部位发生了晶粒长大。
28.影响粗晶环的因素:A 、合金元素的影响;B

、锭坯均匀化的影响；C 、挤压温度的影响；D、 合金中的应力状态的影响；E 、
挤压方式的影响；F、 变形程度的影响。
29.粗晶环产生原因：
A 变形不均匀:（1）在横断面上，变形程度是由中心向边部逐渐增加的。从而导致了外层金属的晶粒破碎程度比中心层剧烈。（2）在纵向上，变形程度是由头部向尾部逐渐增加的。使得尾端晶粒比前端细小。
B 挤压温度和速度的变化:主要是针对锭温与筒温相差比较大的金属而言的
C 相变的影响:主要是对于温度变化可能会产生相变的合金而言的。
30.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。
31.挤压效应产生的原因：A.内因—合金元素:凡是含有过渡族元素的热处理可强化铝合金，都会产生挤压效应。B.外因—变形与织构:（1）在挤压过程中，变形区内金属流动平稳，网状膜不破坏。（2）晶粒沿挤压方向被拉长，形成了较强的[111]织构，即制品内大多数晶粒的[111]晶向按挤压方向取向，使制品的纵向抗拉强度提高。
32.挤压效应的本质：在淬火后的制品中仍保留着未再结晶组织。
33.影响挤压效应的因素:A 、其他添加元素的影响;B 、锭坯均匀化的影响;C 、挤压温度的影响;D 、变形程度的影响;E 、分散变形的影响;F、 淬火温度与保温时间的影响
34.实心型材的形状尺寸缺陷:扭拧;波浪;侧弯;扩口（或并口）;平面间隙不合格;尺寸不足;角裂
35.空心型材的形状尺寸缺陷:平面凹下;平面凸起;扭拧与弯曲;角变形;空心型材焊缝不合格;角裂
36.挤压制品的表面缺陷:裂纹;起皮、气泡;划伤、磕碰伤
;麻面 ;管材内表面擦伤
37.挤压设备的类型:（1）单动式挤压机与双动式挤压机；（2）正向挤压机与反向挤压机；（3）卧式挤压机与立式挤压机
38.主要挤压工具:①挤压模—用于生产所需要的形状、尺寸的制品。②穿孔针（芯棒）—对实心锭进行穿孔或用空心锭生产管材。③挤压垫—防止高温金属与挤压杆直接接触，并防止金属倒流。④挤压杆—用于传递主柱塞压力。⑤挤压筒—用于容纳高温锭坯。
39.挤压模设计
挤压模的结构类型：整体模；拆卸模；组合模；专用模具
40.单孔模设计(P66)
41.多孔模设计（P69)
42.调整金属流速的主要措施：（1）合理布置模孔；（2）确定合理的工作带长度;(3）设计阻碍角或促流角;（4）采用平衡模孔;（5）设计附加筋条;（6）设计导流模或导流腔
43.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
44.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
45.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W2之比值R，称为舌比。即：R=A/W2
46.提高挤压工具的使用寿命的途径:一. 改进工具结构形状。二. 制定和严格控制合理的挤压工艺参数。三. 合理预热和冷却挤压工具。四. 合理安装挤压工具。五.改善挤压工具材料的制造和加工工艺。
47.挤压温度的选择：（1）合金状态图；（2）金属的塑性图；（3）再结晶图；（4）变形抗力图
48.拉拔的概念：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
49.空拉：变形特点：减径、不减壁。但在减径过程中，壁厚依据D/S（外径/壁厚）值的不同会有所增减。当减径量比较大时，管材内表面会变得比较粗糙。
50.拉拔法的优缺点（了解）P154
51.拉拔时的主要变形指标：断面减缩率：φ=（1-F1/F0）×100%;延伸率：ε=（L1/L0-1）×100%;拉伸系数：λ=L1/L0=F0/F1
52.应力与变形状态：（1）外力：拉拔力P，模壁正压力N，摩擦力T；(2)应力：变形区中的金属基本上处于两向压
（σr、σθ）、一向拉（σl）的应力状态。由于金属的轴对称变形，其应力也呈轴对称状态，即σr ≈ σθ 。(3)应变：变形区中的金属基本上处于两向压
缩（εr、εθ）、一向延伸（εl）的变形状态。
53.空拉时管材壁厚的变化(作业）
54.空拉时变形区内的壁厚变化规律
空拉时，管壁厚沿变形区长度上也有不同的变化。由于σl由模子入口向出口逐渐增大，而σθ逐渐减小，所以，在入口处， σθ相对大， σl相对小，容易增壁。出口处， σθ相对小， σl相对大，容易减壁。
因此，管材壁厚在变形区内的变化规律是由模子入口处开始增加，达到最大值后开始减薄，到模子出口处减薄最大
55.由于变形不均，在拉拔结束、外力去除后残留在制品中的应力—残余应力。
56.影响残余应力的因素：（1）摩擦系数；（2）断面收缩率（减径量）；（3）模具形状；（4）材质
57.消除或减小残余应力的措施：（1）减小不均匀变形；2）合理分配变形量；（3）矫直；（4）低温退火
58.影响拉拔力的主要因素：（1）被加工金属性质的影响
；（2）变形程度的影响；3）模角的影响；（4）拉拔速度的影响；（5）摩擦及润滑的影响；（6）反拉力的影响
；（7）振动的影响
59.拉拔模设计P188
60.锥形模“四带”及作用
（1）润滑带Ⅰ （入口锥、润滑锥）：在拉

拔时便于润滑剂带入模孔，保证制品得到充分润滑，减少摩擦；并带走产生的部分热量；防止划伤坯料。
（2）压缩带Ⅱ （压缩锥、工作锥）：金
属产生塑性变形，获得所需要的形状、尺寸。
（3）定径带Ⅲ：使制品进一步获得稳定、精确的尺寸与形状；防止模孔磨损而很快超差，延长其使用寿命。
（4）出口带Ⅳ（出口锥）：防止制品出模孔时被划伤；防止定径带出口端因受力而引起剥落。
61.拉拔配模概念：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（有时坯料尺寸是确定的）、拉拔方式、拉拔道次及其所使用的工模具的形状和尺寸。
62.实现拉拔过程的必要条件就是：k >1（k称为安全系数
）
63.P221例题
64.建立拉拔过程的基本条件:即： Un> Vn，或 R>0 。
65.建立拉拔过程的必要条件：当第n道次以后的总延伸系数大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比，才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立。这就是带滑动多模连续拉拔配模的必要条件。
66.建立拉拔过程的充分条件：任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。这就是带滑动多模连续拉拔配模的充分条件。
67.实心棒、线材的主要缺陷：中心裂纹；表面裂纹；纵向擦伤；跳车；内外层性能不均匀
68.拉拔管材的主要缺陷：擦伤、划沟；跳车；金属及非金属压入、压坑；表面裂纹 ；椭圆；空拉段过长；邹折；弯曲；偏心。