挤压与拉拔考试题

一、名词解释

1．连续挤压：采用连续挤压机，在压力和摩擦力的作用下，使金属坯料连续不断地送入挤压模，获得无限长制品的挤压方法

2．挤压比：挤压筒断面积与制品断面积之比

3．比周长：是指把型材假想分为几部分后，每部分面积上的外周长与该面积的比值

4. 粗晶环：某些金属与合金的挤压制品(棒材、型材)，或者合金经淬火处理后，常在制品尾部靠外层出现粗大晶粒组织，通常称之为“粗晶环”

5. 空拉：拉拔时管材内表面没有芯头限制，通过模孔后外径减缩，管壁厚度变化根据管坯的尺寸比例条件有增有减

6. 拉拔配模：根据成品的要求和坯料尺寸来确定拉拔道次所需要的模孔形状、尺寸的工作

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

8. 层状组织：在铸锭组织中存在大量的微小气孔、缩孔或是在晶界上分布着未被溶解的第二相或者杂质等，在挤压时都被拉长，从而呈现层状组织。（也称片状组织，其特征是制品在折断后，呈现出与木质相似的断口，分层的断口表面凹凸不平，并带有布状裂纹，分层的方向与挤压制品轴向平行，是挤压制品的一种组织缺陷）

9. 辊模拉拔：坯料从自由旋转的2个或4个辊间隙中拉出来称为辊模拉拔。可以增加道次压缩率，减少动力消耗，延长工具寿命

10. 拉拔延伸系数：拉拔前的断面积与拉拔后的断面积的比值

11.挤压速度：挤压机主柱塞运动速度，即挤压杆与垫片前进的速度

12.挤压缩尾：是在挤压过程中铸锭表面的氧化物、油污脏物及其他表面缺陷进入制品内部或出现在制品的表皮层，而形成漏斗状、环状、半环状的气孔或疏松状态的缺陷

13. 短芯头拉拔：把确定管材内径的短芯头固定在芯杆上，芯杆的另一端固定在拉拔机的后座上，把它插入管坯进行拉拔

14．静液挤压：金属坯料不直接与挤压筒内表面产生接触，二者之间介以高压介质，施加于挤压轴上的挤压力通过高压介质传递到坯料上而实现挤压

15.断面缩减系数ψ：拉拔后断面积与拉拔前断面积的比值

二、简答题

1.画出普通锥形拉拔模的示意图，并说明拉拔模各部分的作用

润滑区1（入口区、润滑锥）：作用：便于润滑剂进入模孔，保证制品润滑充分；减小摩擦和带走部分热量；避免入口处划伤金属。

压缩区2：作用：使金属塑性变形，并获得所需的尺寸和形状。

定径带3：定径区的截面形状和成品形状相同，定径带直径根据制品规格确定，考虑制品的公差、弹性变形和模具使用寿命。定径带长度自选。

出口带：作用：保证制品从模孔中平稳地拉出以避免划伤，并防止定径带出口端因受力而引起剥落。

2.什么是拉拔配模？简述拉拔配模的一般步骤？

拉拔配模：是根据成品的要求和坯料尺寸来确定拉拔道次所需要的模孔形状、尺寸的工作

拉拔配模设计的一般步骤：

（1）根据现有设备的生产能力和已有的坯料系列确定坯料尺寸。

（2）参考金属和合金的力学性能与加工率的关系曲线确定满足制品力学性能所需要的最后一次退火后的总加工率。

（3）根据成品尺寸和坯料尺寸，利用变形指数的计算公式确定总的延伸系数。

（4）根据总的延伸系数和现场生产的实际经验，初步确定拉拔道次及退火次数。

（5）分配道次延伸系数

3.实现拉拔过程的基本条件是什么？怎样计算拉拔过程中的安全系数？一般拉拔过程中的安全系数取值范围是多少？

基本条件：拉拔应力应大于变形区中金属的变形抗力，同时小于模孔出口端被拉

金属的屈服极限b l k σσσ??L b

K σσ=

安全系数：被拉金属出模口的抗拉强度与拉拔应力之比

实现拉拔过程的必要条件是K ＞1,一般取K=1.4~2.0。

4.画出普通单孔挤压模的示意图，并说明模具的主要参数。

模子的主要参数：

模角α

工作带长度hd

工作带直径dd

出口直径dch

入口圆角半径r

模子外形尺寸D 和H

单孔模设计

对轻合金型材来说,模孔尺寸A A1——型材的公称尺寸

M ——该型材尺寸的正偏差

K1——考虑到由于拉应力作用而使该部分尺寸减小的系数，通常只对缘板较长的型材（丁字形、槽形等）才考虑K1

K2——考虑在拉伸校直时尺寸减小的系数

K3——型材的热收缩量，可用下式计算 k3=(t α-t1α1)

式中t 和t1分别为毛料和模具的加热温度

α和α1分别为在挤压温度下挤压型材材料和模具材料的线膨胀系数

三、设计题

下图中所示型材的材料为L Y12合金，模具材料为3Cr2W8V ，该图中括号内所

标注的是型材模孔设计尺寸，目前仍有五个模孔尺寸(10±0.6、21130+

-、100、R2

±0.2、96°±2°)没有设计尺寸，请设计这五个模孔尺寸。

设计中用到的参数如下：，毛料和模具的加热温度分别为450℃和400℃，在挤压温度下挤压型材材料和模具材料的线膨胀系数分别为25×10-6和14×10-6，单位为1/℃，查下表可得：考虑到由于拉应力作用而使该部分尺寸减小的系数K 1，考虑在拉伸校直时尺寸减小的系数K 2。

解：K 3=(t α-t 1α1)=450×10-6-400×14×10-6=0.0056，取K 3=0.006。

1.尺寸10±0.6的模孔尺寸为10+0.6+（0.012+0.012+0.006）×10=10.9㎜

2.尺寸21130+

-的模孔尺寸为130+2.0+（0.0028+0.0042+0.006）×136=139.76

㎜，归整到精度0.1㎜，即取139.8㎜

3.尺寸100的模孔尺寸为100+1+（00.0035+0.0055+0.006）×100=102.5㎜

4.R2±0.2的模孔尺寸可设计为R=2+0.2+（0.035+0.035+0.006）×2=2.34㎜，归整后取2.31 ㎜

5.角度尺寸96°±2°，由于在拉矫精整过程中易产生扩口现象，在模孔设计时应取95°±2°

挤压与拉拔新技术

挤压与拉拔新技术 静液挤压简介：挤压方式的一种。通过凸模加压给液体，由液体将压力传给坯料，使金属通过凸模成形。由于坯料侧面无普通挤压时存在的摩擦力所以变形均匀，可提高挤压变形量所需的挤压力也比普通挤压时小。主要用于挤压大变形量的线材、型材或是挤压低塑性材料。 静液挤压所使用的高压介质，一般有粘性液体和粘塑性体。前者如蓖麻油、矿物油等，主要用于冷静液挤压和500～600℃以下的温、热静液挤压；后者如耐热脂、玻璃、玻璃-石墨混合物等，主要用于较高熔点金属的热静液挤压(坯料加热温度在700℃以上的挤压)。 与普通挤压法一样，根据需要，静液挤压可在不同的温度下进行。一般将金属和高压介质均处于室温时的挤压过程，称为冷静液挤压；在室温以上变形金属的再结晶温度以下的挤压过程，称为温静液挤压；而在再结晶温度以上的挤压过程，称为热静液挤压。 类型： 静液挤压的类型按挤压时的温度不同可分为冷静液挤压和高温静液挤压两种。(1)冷静液挤压在常温下进行。布彼克等人研究的一种兼有拉线作用的线材静液连续挤压，就属于冷静液挤压，它的原理如图2所示。被加工的线坯通过起拉伸作用和密封作用的入口模，在拉力和高压液体的共同作用下被挤出，借助于卷筒的不停转动，便可实现连续挤压。采用这种方法生产线材，可使道次变形率大大超过拉伸极限。冷静液挤压的主要缺点是设备结构与操作比较复杂，卷筒的传动部分在高压室外，需采用高密封技术，每次拉线前的准备时间较长。(2)高温静液挤压使用的高压液体的温度超过金属的再结晶温度的静液挤压。高压液体一般是动物油和矿物油，挤压温度可在300℃左右。采用耐热油脂作为高压液体时，挤压温度最高可达到1000℃；但当挤压温度高于500℃时，通常不用耐热油脂，而使用金属氧化物或一些盐类作高压液体。 优点：摩擦小，变形均匀，模磨损小，材料处于高压介质中，有利于提高材料的变形能力，适用于低温大变形加工。 缺点：需要对坯料进行预加工，介质的填充和排泄，效率低，需要解决高压密封

挤压与拉拔资料

压力加工：借助外力使金属产生塑性变形进而形成各种尺寸、形状和用途的零件和半成品。（不同于机加工）工业中广泛使用的零件一般通过下列方法获得： 铸造，如轧机牌坊；铸造——机加工，如轧辊；铸造——压力加工，如钢轨；铸造——压力加工——机加工，如螺栓等。 重要用途的零件一般均需通过压力加工。压力加工的主要方法有：轧制；挤压与拉拔；锻造与冲压主要产品有： 板、带、条、箔；轧制管、棒、型、线；挤压与拉拔各种零件如车轴、饭盒、洗衣机筒等；锻造与冲压 1）挤压与拉拔产品简介 A 管材 按截面形状分：圆管、型管如方、六角形管等； 按合金种类分：铝管、铜管、钢管等； 按生产方法分：挤制管、拉制管、焊管、铸管、盘管、无缝管等； 按用途分：空调管、压力表管、波导管、锅炉管、输油管、冷凝管、天线管等； 按性能分：M（退火态）、R（热态）、Y（硬态）、Y2（半硬态）、C（淬火态）、CZ（淬火自然时效态）、CS（淬火人工时效态）等； 此外：翅片管、蚊香管等。 B 棒、线材 棒材：D>6mm；分类与管材类似；大多是半成品，进一步加工成各种零件，如弹簧，螺栓、螺母等； 线材：D<6mm；多以盘状供货，广泛应用于仪器仪表、电子电力部门，如电线电缆等。 C 型材 非圆截面材，又称经济断面材（可提高材料的利用率）；铝、钢型材较多； 许多型材只能用压力加工法生产，如 钢轨、变断面型材 2）产品的生产方法 产品的生产一般可分两步; 坯料制取（开坯）：充分利用金属在高温时的塑性对其进行大变形量加工，如热挤、热轧、热锻。 制品的获得：进行目的在于控制形状、尺寸精度、提高综合性能的各种冷加工，如冷轧、拉拔、冲压。 目前研究：近终形成形技术、短流程生产技术 挤压：生产灵活、产品质量好，适用于品种、规格多、产量小（有色金属）的场合，但成本高、成品率低； 斜轧穿孔：生产率、成品率高；成本低；但制品形状尺寸精度差；尺寸规格受限制；多用于产量大的钢坯生产，有色金属厂基本没有； 铸造：产品的尺寸规格少、质量差、性能低；主要用于生产大尺寸、性能要求不高的产品如下水管；

完整word版金属拉拔工艺的基本概念

学院： 专业班级： 学号： 姓名：教师： 目录 1拉拔的基本概念 2拉拔的特点 3基本方法

4实现拉拔的必要条件 5管材拉拔时的应力与变形 6拉拔力 7拉拔速度 8反拉力 9拉制品的残余应力及主要缺陷 : 拉拔的基本概念1 拉拔是指在外加拉力的作用下，使金属通过模孔以获得所需形状和尺寸制 品的塑性加工方法。 坯制 一般在室温进行， 只有室温强度高、 塑性差的合金如P 钨、锌等才加热； 是管、棒、型、线 的主要生产方法模子 2拉拔的特点:

1）制品的尺寸精确，表明光洁； 2）工具和设备简单，维修方便； 3）可连续高速生产小规格长制品； 4）受安全系数K 的限制，道次变形量小，简单断面型材也难一次成形。如： 3基本方法: 1）实心材拉拔截面为实心，如棒、型和线材拉拔。 2）空心材拉拔截面为空心，如管和空心型材拉拔。 4实现拉拔的必要条件:

在制品上的拉应力小于材料的屈服极限。 作用 ?b K?为安全系数，则实现拉拔的必要条件是：安若定义：?L K ＝1.4－2.0。全系数K >1。一般取 本文以空拉管材为例介绍拉拔 管材拉拔时的应力与变形5 :空拉1） 按目的不同有：减径空拉：目的是减径，主要用于中间道次，一般认为拉拔后壁厚不变； ，一般在最1－）整径空拉：目的是精确控制制品的尺寸，减径量不大（0.5 后道次进行；即用于圆截面向异型主要用于异型管材拉拔，目的是控制形状，定型空拉：截面过渡拉拔。

应力2） 应力状态：与圆棒拉拔时类似，即：周向、径向为压，轴向为拉，但 径向变形阻力小。），。且有（内表面为自由表面，应力状分布规律： 变形（应变）3） ，0（不变）应变状态：轴向延伸、周向压缩、径向可能是延伸、压缩或为这取决于三个应力之间的关系。直观上看，轴向应力（拉）使壁变薄，周向应力 ???????d rr为瞬时的非负，（压）使壁变厚。从力学角度分析有： ???2??????L)????(rmrr23的比例系数。又，因此??????2((?))2???当当时，壁厚不变；时，壁厚增加；??LrrL???)(2??时，壁厚增加。当?Lr???和相对与较小，因此近似有：由于?Lr????????00时，壁厚不变；当时，壁厚增加；当??LL???0?当时，壁厚增加。?L??沿轴向上越来越大，由于越来越小，因此，某一断面从入口向出?L口的变形过程中，在不同部位壁厚的变化规律是：在模子入口处增厚，到一定值时开始变薄。空拉后壁厚究竟如何变化，取决于全过程变形的累积。

挤压与拉拔复习题(改)

概念题： 1、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。 2、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。 3、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。 4、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。 5、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。 6、残余应力：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。 7、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。 8、带滑动多模连续拉拔配模的必要条件： 当第n道次以后的总延伸系数λn→k大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比γk→n，才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立，保证拉拔过程的正常进行。 9、带滑动多模连续拉拔配模的充分条件：任一道次的延伸系数应大于相邻两个绞盘的速比。 10、挤压效应： 某些高合金化、并含有过渡族元素的铝合金（如2A11、2A12、6A02、2A14、7A04等）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。 简述题： 1、影响管材空拉时的壁厚变化的因素有那些？各是如何影响的？ 2、挤压缩尾有那几种形式，其产生原因各是什么？ 3、锥形拉拔模孔由那几部分构成，各部分的主要作用是什么？ 4、对于存在着偏心的管坯，通过安排适当道次的空拉就可以使其偏心得到纠正。请问：（1）空拉为什么能够纠正管材的偏心？ （2）采用固定短芯棒拉拔时，在一定程度上也能够纠正管材的偏心，这是为什么？ 5、挤压效应产生的主要原因是什么？影响挤压效应的因素有那些方面？ 6、挤压机的主要工具有哪些，各自的主要作用是什么？ 7、什么是残余应力？画图说明圆棒材拉拔制品中残余应力的分布及产生原因。 8、简述在挤压过程中，影响挤压力的主要因素？ 9、在挤压过程中，试详细阐述影响金属流动的因素？ 10、产生粗晶环的主要原因是什么？粗晶环对制品力学性能有何影响？

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

挤压拉拔复习题(大校)

概念题： 1、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、尺寸地制品地塑性加工 方法. 2、挤压：就是对放在容器（挤压筒）内地金属锭坯从一端施加外力,强迫其从特定地模孔中 流出,获得所需要地断面形状和尺寸地制品地一种塑性成型方法. 3、挤压缩尾：挤压快要结束时,由于金属地径向流动及环流,锭坯表面地氧化物、润滑剂及污物、气泡、偏析榴、裂纹等缺陷进入制品内部,具有一定规律地破坏制品组织连续性、致密性地缺陷. 4、死区：在基本挤压阶段,位于挤压筒与模子端面交界处地金属,基本上不发生塑性变形,故称为死区. 5、粗晶环：许多合金（特别是铝合金）热挤压制品,经热处理后,经常会形成异常大地晶粒,这种粗大晶粒在制品中地分布通常是不均匀地,多数情况下呈环状分布在制品断面地周边上,故称为粗晶环. 6、残余应力：由于变形不均,在拉拔结束、外力去除后残留在制品中地应力. 7、粗化：许多合金（特别是铝合金）热挤压制品,经热处理后,经常会形成异常大地晶粒,比临界变形后热处理所形成地再结晶晶粒大得多,晶粒地这种异常长大过程称为粗化. 8、带滑动多模连续拉拔配模地必要条件： 当第n道次以后地总延伸系数λn→k大于收线盘与第n个绞盘圆周线速度之比γk→n,才能保证成品模磨损后不等式un> vn仍然成立,保证拉拔过程地正常进行. 9、带滑动多模连续拉拔配模地充分条件：任一道次地延伸系数应大于相邻两个绞盘地速比. 10、挤压效应： 某些高合金化、并含有过渡族元素地铝合金（如2A11、2A12、6A02、2A14、7A04等）挤压制品,经过同一热处理（淬火与时效）后,其纵向上地抗拉强度比其他加工（轧制、拉拔、锻造）制品地高,而伸长率较低,这种现象称为挤压效应. 简述题： 1、影响管材空拉时地壁厚变化地因素有那些？各是如何影响地？ 2、挤压缩尾有那几种形式,其产生原因各是什么？ 3、锥形拉拔模孔由那几部分构成,各部分地主要作用是什么？ 4、对于存在着偏心地管坯,通过安排适当道次地空拉就可以使其偏心得到纠正.请问： （1）空拉为什么能够纠正管材地偏心？ （2）采用固定短芯棒拉拔时,在一定程度上也能够纠正管材地偏心,这是为什么？ 5、挤压效应产生地主要原因是什么？影响挤压效应地因素有那些方面？ 6、挤压机地主要工具有哪些,各自地主要作用是什么？ 7、什么是残余应力？画图说明圆棒材拉拔制品中残余应力地分布及产生原因. 8、简述在挤压过程中,影响挤压力地主要因素？ 9、在挤压过程中,试详细阐述影响金属流动地因素？ 10、产生粗晶环地主要原因是什么？粗晶环对制品力学性能有何影响？

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

挤压拉拔

1.挤压的定义 所谓挤压，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.正向挤压法 定义：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。 3.反向挤压法 定义：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。 4.粗晶环与粗晶芯 反挤压棒材横截面边缘只有较轻微的粗晶环，深度较正向挤压的浅得多，晶粒尺寸也小得多。 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。 在挤压后期，在中心金属补充困难的情况下，模孔侧面金属夹持着沿堵头表面径向流动的金属进入棒材尾部中心，这部分金属受表面摩擦作用，在淬火后形成粗大晶粒。 5.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。 6.开始挤压金属变形流动特点

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 / F p 挤压力的变化规律：随着挤压杆的向前移动，挤压力呈直线上升 7.基本挤压金属变形流动特点 不发生横向流动。其变形指数——用挤压比λ来表示：λ = F0 / F1 8.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。 9.挤压变形区：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。 10.前端难变形区——死区 (1)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。 死区的的大小和形状并非绝对不变化，如图2-7所示，挤压过程中，死区界面上的金属随流动区金属会逐层流出模孔而形成制品表面，死区界面外移，高度减小，体积变小。 (2)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)影响死区大小的因素： 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；

挤压拉拔

填充系数：挤压筒内孔断面积与锭坯的断面积之比，指金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓变形时的变形指数。 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。 粗晶环与粗晶芯：反挤压棒材横截面边缘只有较轻微的粗晶环，深度较正向挤压的浅得多，晶粒尺寸也小得多。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。在挤压后期，在中心金属补充困难的情况下，模孔侧面金属夹持着沿堵头表面径向流动的金属进入棒材尾部中心，这部分金属受表面摩擦作用，在淬火后形成粗大晶粒。 前端难变形区~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。 正挤压过程三阶段 开始挤压阶段：金属承受挤压杆的作用力，首先充满挤压筒和模孔，挤压力急剧上深金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓变形 基本挤压阶段：①金属变形流动特点：不发生横向流动②挤压力的变化规律：随着挤压杆向前移动，金属不断从模孔中流出，挤压力几乎呈直线下降。 终了挤压阶段：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。 三大挤压缩尾的形成：1.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。2.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。3.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。 挤压力：挤压过程中，通过挤压杆和挤压垫作用在金属坯料上的外力。 单位挤压力：挤压垫片单位面积上承受的挤压力。 影响挤压力的主要因素：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。不同的组织形态，其挤压力也不一样。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。锭坯的越粗、越长，挤压力越大。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。变形温度对挤压力的影响，是通过变形抗力的大小反映出来的。一般来说，随着变形温度的升高，金属的变形抗力下降，挤压力降

挤压与拉拔复习题答案

挤压与拉拔复习题 1、什么是挤压？什么是正向挤压？什么是反向挤压？ ?所谓挤压，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。正向挤压：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。反向挤压：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。 2、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。 3、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。 4、挤压缩尾的概念、形式及产生原因，减少挤压缩尾的措施。 ?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。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，如图2-14。

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挤压：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屮流出，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。 挤压方法：①正挤压（基本方法）：金属的流动方向与挤压杆的运动方向相同的挤压方法②反挤压（基本方法）：金属的流动方向与挤压杆的运动方向相反的挤压方法③侧向挤压④连续挤压⑤玻璃润滑挤压⑥静液挤压 正挤压特点：变形金属与挤压筒壁之问有相对运动，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。 反挤压特点：变形金属与挤压筒壁之间无相对运动，二者之间无外摩擦。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。 挤压的优缺点：1.优点：①具有最强烈的三向压应力状态，金属可以发挥其最大的塑性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2.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I'可长；④工具损耗大，成本高。 挤压生产的适用范围：①晶种规格繁多，批暈小②复杂断面，超薄、超厚、超不对称③ 低塑性、脆性材料。 挤压阶段：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）挤压阶段、基本（平流）挤压阶段和终了（紊流）挤压阶段。 填充挤压阶段：①金属的变形流动特点：金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓变形②挤压力的变化规律：随着挤压杆的向前移动，挤压力呈直线上升。③金属受力分析：随着填充过程中锭坯直径增大，在锭坯的表面层出现了阻碍其自由增大的周向附加拉应力。随着填充过程进行，锭坯长度缩短，直径增大，中间部分首先与挤压筒壁接触，由于摩擦作用，从而在表而层出现了阻碍金属向前后两个空间流动的纵向附加拉应力。 基本挤压阶段：①金属变形流动特点：不发生横向流动②挤压力的变化规律：随着挤压杆向前移动，金属不断从模孔中流出，挤压力几乎呈直线下降。 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。 填充系数：挤压筒内孔断面积与锭坯的断面积之比，指金属发生横向流动，出现单鼓或双鼓变形时的变形指数。 填充系数对挤压制品质量的影响：①填充系数过大，从而易造成制品表面起皮、气泡缺陷。 ②填充系数过大，用空心锭不穿孔挤压管材吋易造成偏心缺陷。③对于具有挤压效应的铝合金來说，填充系数增大，挤压效应损失增大。

金属挤压与拉拔工艺学复习题DOC

金属挤压与拉拔工艺学复习题 一、名词解释 1脱皮挤压：在挤压过程中，把锭坯表层金属被挤压垫片切离而滞留在挤压筒内的挤压方法，称为脱皮挤压。 2正向挤压：挤压时金属制品的流出方向与挤压杆的运动方向相同的挤压方法，也称直接挤压。 3反向挤压：挤压时金属制品的流出方向与挤压杆的运动方向相反的挤压方法，也称间接挤压。 4侧向挤压：挤压时金属制品的流出方向与挤压杆的运动方向成直角的挤压方法，又称横向挤压。 5层状组织：所谓层状组织，也称片状组织，其特征是制品在折断后，呈现出与木质相似的断口，分层的断口表面凹凸不平，并带有布状裂纹，分层的方向与挤压制品轴向平行，是挤压制品的一种组织缺陷。 6挤压效应：挤压制品与其他加工制品（如轧制、拉伸和锻造等）经相同的热处理后前者的强度比后者高，而塑性比后者低。这一效应是挤压制品所特有的特征，故称挤压效应。 7挤压比：挤压比等于挤压筒的横截面积与制品的横截面积之比。 8挤压力：挤压力就是挤压杆通过垫片作用在被挤压锭坯上使金属从模孔流出来的压力。 9挤压应力：挤压力除以垫片的断面积，又称单位挤压力。 10拉拔：对金属坯料施以拉力，使之通过模孔以获得与模孔截面尺寸，形状相同的制品的塑性加工方法称之为拉拔。 11拉拔力：为实现拉拔过程，作用在模出口加工材料上的外力称为拉拔力。 12死区：挤压筒内存在的前端难变形区，即挤压筒和模子端面交界的角落处。 13模角：模角是指模的轴线与其工作端面间所构成的夹角。 14空拉：拉拔时管坯内部不放芯头即无芯头拉拔。通过模孔后管材外径减小，管壁发生变化（变厚、变薄、不变）的管材拉拔工艺。 15比周长：是指把型材假想分成几部分后，每部分面积上的外周长与该面积的比值。 16残余应力：外力撤销后，材料内部存在的平衡应力。 17延伸系数：0 110L L F F ==λ10F F 、分别为坯料和制品的面积；10L L 、分别为坯料和制品的长度。 18加工率（断面收缩率）：0 10F F F -=ε10F F 、分别为坯料和制品的面积。延伸系数与加工率的关系：λε1 1-=。 二、简答题 1如何实现脱皮挤压？ 当挤压垫片比挤压筒的内径小2～4mm ，在挤压过程中即可实现脱皮。 2挤压速度与挤压流出速度有什么区别和联系？ 区别：挤压速度是指挤压机主柱塞运动速度，也就是挤压杆与垫片前进的速度，挤压流出速度是指金属流出模孔的速度。联系：挤压速度与挤压流出速度的关系是挤流V V λ=，由此可

挤压与拉拔教学大纲

《挤压与拉拔工艺学》课程教学大纲 课程英文名称：Metal Extrusion and Draw ing 课程编号：61105317 学时数：32学时 其中实验学时数：0 课外学时数: 学分数：2学分 适用专业：材料成型与控制 一、课程的性质、目的和任务 金属挤压、拉拔是一门论述挤压、拉拔变形理论、各种生产方法和各种模具设计的专业课, 其任务是通过课堂教学、多媒体教学等教学环节，使学生掌握挤压、拉拔领域中主要的几种生产方法、金属挤压、拉拔变形理论、生产工艺以及金属制品组织性能对产品质量的影响，使学生初步具有确定金属挤压、拉拔工艺方案和对金属变形进行分析和综合的能力，为培养压力加工专业的高级工程技术人才，提供必要的基础知识技能。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点 了解挤压加工的特点，了解挤压时金属流动的特点、挤压制品的组织性能、主要缺陷及挤压设备挤压力的计算。掌握挤压工具的设计方法及挤压工艺过程的制定。 了解拉拔加工的特点，了解拉拔时应力与变形、了解拉拔设备与拉拔力的计算。掌握拉拔模的设计方法及拉拔工艺过程的制定；掌握拉拔配模的工艺计算。 重点：挤压时金属流动的特点、挤压模具的设计；拉拔模的设计及拉拔配模的工艺计算。 难点：挤压模具的设计；拉拔配模的工艺计算。 （一）、金属挤压概述 了解金属挤压特点，掌握挤压技术的应用。 1、概述 2、挤压特点 3、挤压技术的应用 （二）、挤压时金属的流动 了解金属挤压时金属的流动特点，掌握挤压时各种因素对金属流动的影响。 1挤压时金属的流动特点 2、挤压时各种因素对金属流动的影响 （三）挤压制品的组织性能与主要缺陷

了解挤压制品的组织性能与主要缺陷 1挤压制品组织 2、挤压制品机械性能 3、挤压制品的裂纹 4、挤压缩尾 （四）挤压力 了解影响挤压力因素，掌握挤压力的计算。 1、影响挤压力因素 2、挤压力的计算 （五）挤压设备 了解挤压设备的分类及主要结构形式 1、概述 2、挤压机类型 （六）、挤压工具 掌握挤压筒、挤压杆、挤压垫、穿孔针、挤压模的设计方法 1、挤压筒 2、挤压杆 3、挤压垫 4、穿孔针 5、挤压模 （七）挤压工艺 了解挤压工艺的制定原则，掌握挤压工艺的制定方法 1、锭坯尺寸的选择 2、挤压温度与速度的选择 3、挤压时的润滑 4、挤压工艺 （八）、拉拔概述 了解拉拔特点及应用范围 1、拉拔的一般概念 2、拉拔特点 （九）、拉拔时应力与变形 了解棒材、管材拉拔时的应力与变形特点；了解拉拔时残余应力的产生原因及分布规律 1、圆棒拉拔时的应力与变形 2、管棒拉拔时的应力与应变