擠壓：就是對(duì)放在容器（擠壓筒）內(nèi)的金屬錠坯從一端施加外力，強(qiáng)迫其從特定的模孔中流出，獲得所需要的斷面形狀和尺寸的制品的一種塑性成型方法。
拉拔：在外力作用下，迫使金屬坯料通過(guò)模孔，以獲得相應(yīng)形狀、尺寸的制品的塑性加工方法。
擠壓效應(yīng)：某些高合金化、并含有過(guò)渡族元素的鋁合金擠壓制品，經(jīng)過(guò)同一熱處理（淬火與時(shí)效）后，其縱向上的抗拉強(qiáng)度比其他加工（軋制、拉拔、鍛造）制品的高，而伸長(zhǎng)率較低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為擠壓效應(yīng)。
擠壓縮尾：擠壓快要結(jié)束時(shí)，由于金屬的徑向流動(dòng)及環(huán)流，錠坯表面的氧化物、潤(rùn)滑劑及污物、氣泡、偏析榴、裂紋等缺陷進(jìn)入制品內(nèi)部，具有一定規(guī)律的破壞制品組織連續(xù)性、致密性的缺陷。 阻礙角：在型材壁厚處的?？兹肟谔幾鲆粋€(gè)小斜面，以增加金屬的流動(dòng)阻力，該斜面與模子軸線(xiàn)的夾角叫阻礙角。
促流角：在型材壁較薄、金屬不易流動(dòng)的?？兹肟诙嗣嫣幾鲆粋€(gè)促流斜面，該斜面與模子平面間的夾角叫促流角。 粗化：許多合金（特別是鋁合金）熱擠壓制品，經(jīng)熱處理后，經(jīng)常會(huì)形成異常大的晶粒，比臨界變形后熱處理所形成的再結(jié)晶晶粒大得多，晶粒的這種異常長(zhǎng)大過(guò)程稱(chēng)為粗化。 粗晶環(huán)：許多合金（特別是鋁合金）熱擠壓制品，經(jīng)熱處理后，經(jīng)常會(huì)形成異常大的晶粒，這種粗大晶粒在制品中的分布通常是不均勻的,多數(shù)情況下呈環(huán)狀分布在制品斷面的周邊上，故稱(chēng)為粗晶環(huán)。 拉拔配模：根據(jù)成品的尺寸、形狀、機(jī)械性能、表面質(zhì)量及其他要求，確定坯料尺寸、拉拔方式、拉拔道次及其所使用的工模具的形狀和尺寸。
1、 正、反向擠壓時(shí)的主要特征是什么？ 正向擠壓：特征：變形金屬與擠壓筒壁之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二者之間有很大的滑動(dòng)摩擦。引起擠壓力增大；使金屬變形流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致組織性能不均勻；限制了擠壓速度提高；加速工模具的磨損。 反向擠壓：特征：變形金屬與擠壓筒壁之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二者之間無(wú)外摩擦。
2、 什么是死區(qū)？死區(qū)的產(chǎn)生原因是什么？ 死區(qū)概念：在基本擠壓階段，位于擠壓筒與模子端面交界處的金屬，基本上不發(fā)生塑性變形，故稱(chēng)為死區(qū)。
死區(qū)產(chǎn)生原因：
a、強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，金屬不容易達(dá)到屈服條件；
b、受工具冷卻，σs增大；
c、摩擦阻力大。
3、擠壓縮尾的形式及產(chǎn)生原因，減少擠壓縮尾的措施。 三種：中心縮尾、環(huán)形縮尾、皮下縮尾
A、中心縮尾
（1）筒內(nèi)剩余的錠坯高度較小，金屬處于紊流狀態(tài)，徑向流動(dòng)速度增加。 （2）將錠坯表面的氧化物、油污等集聚到錠坯的中心部位。
（3）進(jìn)入制品內(nèi)部，形成中心縮尾。
隨著擠壓過(guò)程進(jìn)一步進(jìn)行，徑向流動(dòng)的金屬無(wú)法滿(mǎn)足中心部位的短缺，于是在制品中心尾部出現(xiàn)了漏斗狀的空缺，即中空縮尾。
B、環(huán)形縮尾
7、 擠壓過(guò)程中，影響金屬流動(dòng)的因素有哪些？
（1）接觸摩擦及潤(rùn)滑的影響：
1）摩擦越大，不均勻流動(dòng)越大；
2）潤(rùn)滑可減少摩擦，減少金屬流動(dòng)不均，并可以防止工具粘金屬。
（2）錠坯與工具溫度的影響： 1）錠坯本身溫度：溫度高，強(qiáng)度低，流動(dòng)不均。
2）錠坯斷面上的溫度分布：加熱的不均勻性;工具的冷卻作用；導(dǎo)熱性的影響。
（3）相變的影響： 溫度改變能使某些合金產(chǎn)生相變，金屬處于不同的相組織會(huì)產(chǎn)生不同的流動(dòng)情況。
（4）摩擦條件變化： a、溫度不同，摩擦系數(shù)不同；產(chǎn)生不同的氧化表面，其摩擦系數(shù)也不同。
b、溫度不同，可能產(chǎn)生不同相態(tài)組織。 c、在高溫、高壓下極容易發(fā)生金屬與工具的粘結(jié)。
（5）錠坯與工具的溫度差： 錠坯與工具的溫差越大，變形的不均勻性越大。
(6)金屬性質(zhì)的影響 變形抗力高的金屬比抗力低的流動(dòng)均勻；合金比純金屬流動(dòng)均勻。
(7)工具形狀的影響 1）模角：模角大，死區(qū)大，金屬流動(dòng)不均勻，擠壓力大，制品表面質(zhì)量較好。
2）形狀相似性：擠壓筒與制品形狀相似，金屬流動(dòng)均勻。
（8）變形程度的影響 變形程度大，不均勻流動(dòng)增加，但當(dāng)變形程度增加到一定程度時(shí)，由于變形從表面深入到內(nèi)部，反而會(huì)使不均勻流動(dòng)減小。
8、 在擠壓過(guò)程中，影響擠壓力的主要因素有哪些？
（1）金屬的變形抗力 擠壓力大小與金屬的變形抗力成正比。
（2）錠坯狀態(tài) 錠坯組織性能均勻，擠壓力較小。
（3）錠坯的規(guī)格及長(zhǎng)度 錠坯的規(guī)格對(duì)擠壓力的影響是通過(guò)摩擦力產(chǎn)生作用的。錠坯的直徑越粗，擠壓力就越大；穿孔針直徑越粗，擠壓力也越大；錠坯越長(zhǎng)，擠壓力也越大。
（4）變形程度（或擠壓比） 擠壓力大小與變形程度成正比，即隨著變形程度增大，擠壓力成正比升高。
（5）變形溫度 隨著變形溫度的升高，金屬的變形抗力下降，擠壓力降低 。
（6）變形速度 如果無(wú)溫度、外摩擦條件的變化，擠壓力與擠壓速度之間成線(xiàn)性關(guān)系。
（7）外摩擦條件的影響
（8）模角 隨著模角增大，金屬進(jìn)入變形區(qū)壓縮錐所產(chǎn)生的附加彎曲變形增大，所需要消耗的金屬變形功增大；但模角增大又會(huì)使變形區(qū)壓縮錐縮短，降低了擠壓模錐面上的摩擦阻力，二者疊加的結(jié)果必然會(huì)出現(xiàn)一擠壓力最小值。這時(shí)的模角稱(chēng)為最佳模角。
（9）擠壓方式的影響
反向擠壓比同等條件下正向擠壓在突破階段所需要的擠壓力低30% ～ 40%。
9、型材模設(shè)計(jì)時(shí)，減少金屬流動(dòng)不均勻的主要措施有哪些？
（1）合理布置?？?br /> （2）確定合理的工作帶長(zhǎng)度
（3）設(shè)計(jì)阻礙角或促流角
（4）采用平衡?？?
（5）設(shè)計(jì)附加筋條
（6）設(shè)計(jì)導(dǎo)流模或?qū)Я髑?
10、 對(duì)于以下幾種情況，可酌情對(duì)?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度進(jìn)行必要的增減：
a、交接圓邊有凹弧R(R>1.5mm)者，工作帶可增加1mm。
b、螺孔處工作帶可增加1mm。
c、交接圓邊有凸弧R(R>1.5mm)者，工作帶可減短1mm。
d、壁厚相同的各端部可減短1mm
11、擠壓制品組織不均勻的特點(diǎn)是什么？產(chǎn)生的主要原因是什么？
? 表現(xiàn)特征
橫向上：外層晶粒細(xì)小，中心層粗大。
縱向上：前端晶粒粗大，尾端細(xì)小，在最前端仍保留有鑄態(tài)組織輪廓。
? 產(chǎn)生原因
A 變形不均勻
（1）在橫斷面上，變形程度是由中心向邊部逐漸增加的。從而導(dǎo)致了外層金屬的晶粒破碎程度比中心層劇烈。
（2）在縱向上，變形程度是由頭部向尾部逐漸增加的。使得尾端晶粒比前端細(xì)小。
B 擠壓溫度和速度的變化
主要是針對(duì)錠溫與筒溫相差比較大的金屬而言的。
例如，對(duì)擠壓速度慢的錫磷青銅，開(kāi)始擠壓時(shí)，金屬在高溫下變形，出?？缀蟮慕M織為再結(jié)晶組織；而后段擠壓時(shí)，由于受工具的冷卻作用，變形溫度較低，金屬出?？缀笤俳Y(jié)晶不完全；且擠壓后期金屬流速加快，更不利于再結(jié)晶。故尾部晶粒細(xì)小。 C 相變的影響
主要是對(duì)于溫度變化可能會(huì)產(chǎn)生相變的合金而言的。
12、產(chǎn)生粗晶環(huán)的主要原因是什么？粗晶環(huán)對(duì)制品力學(xué)性能有何影響？
? 粗晶環(huán)的形成機(jī)制
如前所述，擠壓制品外層金屬、尾部金屬的晶粒破碎和晶格歪扭程度分別比內(nèi)部和前端嚴(yán)重。晶粒破碎嚴(yán)重部分的金屬，處于能量較高的熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，降低了該部位的再結(jié)晶溫度。在隨后的熱處理過(guò)程中易較早發(fā)生再結(jié)晶，當(dāng)其他部位剛開(kāi)始發(fā)生或還沒(méi)有發(fā)生再結(jié)晶時(shí)，該部位發(fā)生了晶粒長(zhǎng)大。
? 粗晶環(huán)對(duì)制品性能的影響
(1)粗晶區(qū)的縱向強(qiáng)度(σb、σ0.2)比細(xì)晶區(qū)的低。
（2）粗晶區(qū)的疲勞強(qiáng)度低；
（3）淬火時(shí)易沿晶界產(chǎn)生應(yīng)力裂紋；
(4）鍛造時(shí)易產(chǎn)生表面裂紋；
（5）粗、細(xì)晶區(qū)沖擊韌性值差別不大；
（6）粗晶區(qū)的缺口敏感性比細(xì)晶區(qū)的小。
13、擠壓制品的表面裂紋產(chǎn)生原因：裂紋的產(chǎn)生是由于制品表面層的附加拉應(yīng)力超過(guò)了表面金屬的
強(qiáng)度所造成。減少裂紋的主要措施： （1）適當(dāng)降低擠壓溫度； （2）控制合適的擠壓速度；
（3）合理設(shè)計(jì)、加工模具，精心修模； （4）對(duì)錠坯進(jìn)行均勻化退火處理；
（5）采用等溫?cái)D壓、錠坯梯溫加熱等擠壓新技術(shù)、新工藝。 14、拉伸系數(shù)、斷面減縮率、延伸率概念。 拉拔時(shí)的主要變形指標(biāo)：
斷面減縮率：φ=（1-F1/F0）×100% 延伸率：ε=（L1/L0-1）×100% 拉伸系數(shù)：λ=L1/L0=F0/F1
15、試解釋圓棒材拉拔時(shí)變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力分布規(guī)律。 （1）應(yīng)力沿軸向分布 σl 入 ＜ σl 出 ∣σr入∣＞∣σr出∣ ∣σθ入 ∣＞∣σθ 出∣
原因：穩(wěn)定拉拔過(guò)程中，變形區(qū)內(nèi)任一橫斷面向模孔出口方向移動(dòng)時(shí)，面積逐漸減小，而此斷面與變形區(qū)入口端球面間的變形體積不斷增大。為實(shí)現(xiàn)塑性變形，通過(guò)此斷面作用在變形體的σl必須逐漸增大。
（2）應(yīng)力沿徑向分布
∣σr 外∣＞∣σr 內(nèi)∣ ∣σθ外∣＞∣σθ 內(nèi)∣ σl 外 ＜ σl 內(nèi)
原因：在變形區(qū)，金屬的每個(gè)環(huán)形的外面層上，作用著徑向應(yīng)力σr 外 ，在內(nèi)表面上作用著徑向應(yīng)力σr 內(nèi)，由于徑向應(yīng)力σr總是力圖減小其外表面，這就需要σr 外大于σr 內(nèi)。距離中心層越遠(yuǎn)，表面積越大，所需要的力就越大。
16、錐形拉拔?？子赡膸撞糠謽?gòu)成，各部分的主要作用？
錐形模的?？滓话阌伤牟糠纸M成：潤(rùn)滑帶、壓縮帶、定徑帶、出口帶。 各部分的主要作用：
（1）潤(rùn)滑帶作用：在拉拔時(shí)便于潤(rùn)滑劑帶入?？?，保證制品得到充分潤(rùn)滑，減少摩擦；并帶走產(chǎn)生的部分熱量；防止劃傷坯料。
（2）壓縮帶作用：金屬產(chǎn)生塑性變形，獲得所需要的形狀、尺寸。
（3）定徑帶作用：使制品進(jìn)一步獲得穩(wěn)定、精確的尺寸與形狀；防止模孔磨損而很快超差，延長(zhǎng)其使用壽命。
（4）出口帶作用：防止制品出?？讜r(shí)被劃傷；防止定徑帶出口端因受力而引起剝落。
17、什么是殘余應(yīng)力？畫(huà)圖說(shuō)明圓棒材拉拔制品中殘余應(yīng)力的分布及產(chǎn)生原因。 由于變形不均，在拉拔結(jié)束、外力去除后殘留在制品中的應(yīng)力—殘余應(yīng)力
（1）軸向殘余應(yīng)力—外層拉、中心層壓
在拉拔過(guò)程中，由于金屬流動(dòng)不均，棒材外層產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，中心層則出現(xiàn)與之平衡的附加壓應(yīng)力。拉拔結(jié)束后，由于彈性后效作用，制品長(zhǎng)度縮短，而外層較中心層縮短得較大。但是，物
體的整體性防礙了這種自由變形，其結(jié)果在外層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，中心層則出現(xiàn)殘余壓應(yīng)力。
（2）徑向殘余應(yīng)力—外表面為0外，整個(gè)斷面上受壓，中心最大
在徑向上，由于彈性后效的作用，棒材斷面上所有的同心環(huán)形薄層，都欲增大其直徑。在外表面這種彈性恢復(fù)不受限制，但由外向內(nèi)所有環(huán)形薄層的彈性恢復(fù)均會(huì)受到其外層的阻礙，從而產(chǎn)生一殘余壓應(yīng)力。中心層恢復(fù)的阻力最大。
（3）周向殘余應(yīng)力—外層拉、中心層壓
由于棒材中心部分在軸向和徑向上受到殘余壓應(yīng)力作用，故此部分金屬在周向上有漲大變形的趨勢(shì)。但是，外層金屬阻礙其自由漲大，從而在中心層產(chǎn)生周向殘余壓應(yīng)力，外層則產(chǎn)生與之平衡的周向殘余拉應(yīng)力。
18、影響管材空拉時(shí)的壁厚變化的因素有那些？各是如何影響的？ （1）相對(duì)壁厚的影響
對(duì)于外徑D相同的管坯，增加壁厚S將使金屬向中心流動(dòng)的阻力增大，從而使管壁增厚量減小。 對(duì)于壁厚相同的管坯，增加外徑，減小了“曲拱”效應(yīng)，使金屬向中心流動(dòng)的阻力減小，使管坯空拉后壁厚增加的趨勢(shì)加強(qiáng)。
（2）減徑量的影響
減徑量越大，壁厚的變化也越大。在總減徑量不變的情況下，多道次空拉的增壁量大于單道次的增壁量；多道次空拉的減壁量小于單道次的減壁量。 （3）模角α的影響
隨著模角增大，拉拔應(yīng)力發(fā)生變化，并且存在著一最小值，其相應(yīng)的模角稱(chēng)為最佳模角。如果模角變化使拉拔應(yīng)力σ l增大，就會(huì)導(dǎo)致增壁過(guò)程中的增壁趨勢(shì)減小；減壁過(guò)程中的減壁趨勢(shì)增大。 （4）定徑帶長(zhǎng)度h、摩擦系數(shù)f、拉拔速度v的影響
增大h、f、v，都會(huì)使拉拔應(yīng)力σl增大，導(dǎo)致增壁時(shí)的增壁趨勢(shì)減小；減壁時(shí)的減壁趨勢(shì)增大。
（5）合金及狀態(tài)的影響
合金及狀態(tài)影響到變形抗力σs、摩擦系數(shù)f、加工硬化速率等。通常， σs大， σl大。相同合金，硬度越高，增壁的趨勢(shì)越弱。 （6）拉拔方式的影響
采用倍模（或稱(chēng)雙模）拉拔，會(huì)使管壁增加時(shí)的增壁趨勢(shì)減小，管壁減薄時(shí)的減壁趨勢(shì)增大。相當(dāng)于增加一個(gè)反拉力。
19、空拉為什么能夠糾正管材的偏心？
對(duì)于存在偏心的管坯，經(jīng)過(guò)幾道次空拉，可使其偏心得到一定程度的糾正。
主要原因：偏心管坯空拉時(shí)，假定在同一圓周上徑向壓應(yīng)力σr均勻分布，則在不同壁厚處產(chǎn)生的周向壓應(yīng)力σθ不同，厚壁處的σθ小于薄壁處的σθ ；薄壁處要先發(fā)生塑性變形，即周向壓縮，徑向延伸，使壁增厚，軸向延伸；而厚壁處還處于彈性變形狀態(tài)；則在薄壁處，將有軸向附加壓應(yīng)力的作用，厚壁處受附加拉應(yīng)力作用；促使厚壁處進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，增大軸向延伸，顯然在薄壁處減少了軸向延伸，增加了徑向延伸，即增加了壁厚；σθ值越大，壁厚增加越多。薄壁處在σθ作用下逐漸增厚，使整個(gè)斷面上的壁厚趨于均勻一致。
20、滑動(dòng)式多模連續(xù)拉拔過(guò)程建立的基本條件、必要條件和充分條件各是什么？ 運(yùn)動(dòng)速度vn與絞盤(pán)的圓周線(xiàn)速度un: un> vn
建立拉拔過(guò)程的基本條件，即： un> vn，或 R>0 。
當(dāng)?shù)趎道次以后的總延伸系數(shù)大于收線(xiàn)盤(pán)與第n個(gè)絞盤(pán)圓周線(xiàn)速度之比，才能保證成品模磨損后不等式un> vn仍然成立。這就是帶滑動(dòng)多模連續(xù)拉拔配模的必要條件。
任一道次的延伸系數(shù)應(yīng)大于相鄰兩個(gè)絞盤(pán)的速比。這就是帶滑動(dòng)多模連續(xù)拉拔配模的充分條件。
鋁合金等金屬擠壓、拉撥工藝技術(shù)計(jì)算習(xí)題
拉拔：在外力作用下，迫使金屬坯料通過(guò)模孔，以獲得相應(yīng)形狀、尺寸的制品的塑性加工方法。
擠壓效應(yīng)：某些高合金化、并含有過(guò)渡族元素的鋁合金擠壓制品，經(jīng)過(guò)同一熱處理（淬火與時(shí)效）后，其縱向上的抗拉強(qiáng)度比其他加工（軋制、拉拔、鍛造）制品的高，而伸長(zhǎng)率較低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為擠壓效應(yīng)。
擠壓縮尾：擠壓快要結(jié)束時(shí)，由于金屬的徑向流動(dòng)及環(huán)流，錠坯表面的氧化物、潤(rùn)滑劑及污物、氣泡、偏析榴、裂紋等缺陷進(jìn)入制品內(nèi)部，具有一定規(guī)律的破壞制品組織連續(xù)性、致密性的缺陷。 阻礙角：在型材壁厚處的?？兹肟谔幾鲆粋€(gè)小斜面，以增加金屬的流動(dòng)阻力，該斜面與模子軸線(xiàn)的夾角叫阻礙角。
促流角：在型材壁較薄、金屬不易流動(dòng)的?？兹肟诙嗣嫣幾鲆粋€(gè)促流斜面，該斜面與模子平面間的夾角叫促流角。 粗化：許多合金（特別是鋁合金）熱擠壓制品，經(jīng)熱處理后，經(jīng)常會(huì)形成異常大的晶粒，比臨界變形后熱處理所形成的再結(jié)晶晶粒大得多，晶粒的這種異常長(zhǎng)大過(guò)程稱(chēng)為粗化。 粗晶環(huán)：許多合金（特別是鋁合金）熱擠壓制品，經(jīng)熱處理后，經(jīng)常會(huì)形成異常大的晶粒，這種粗大晶粒在制品中的分布通常是不均勻的,多數(shù)情況下呈環(huán)狀分布在制品斷面的周邊上，故稱(chēng)為粗晶環(huán)。 拉拔配模：根據(jù)成品的尺寸、形狀、機(jī)械性能、表面質(zhì)量及其他要求，確定坯料尺寸、拉拔方式、拉拔道次及其所使用的工模具的形狀和尺寸。
1、 正、反向擠壓時(shí)的主要特征是什么？ 正向擠壓：特征：變形金屬與擠壓筒壁之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二者之間有很大的滑動(dòng)摩擦。引起擠壓力增大；使金屬變形流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致組織性能不均勻；限制了擠壓速度提高；加速工模具的磨損。 反向擠壓：特征：變形金屬與擠壓筒壁之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，二者之間無(wú)外摩擦。
2、 什么是死區(qū)？死區(qū)的產(chǎn)生原因是什么？ 死區(qū)概念：在基本擠壓階段，位于擠壓筒與模子端面交界處的金屬，基本上不發(fā)生塑性變形，故稱(chēng)為死區(qū)。
死區(qū)產(chǎn)生原因：
a、強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，金屬不容易達(dá)到屈服條件；
b、受工具冷卻，σs增大；
c、摩擦阻力大。
3、擠壓縮尾的形式及產(chǎn)生原因，減少擠壓縮尾的措施。 三種：中心縮尾、環(huán)形縮尾、皮下縮尾
A、中心縮尾
（1）筒內(nèi)剩余的錠坯高度較小，金屬處于紊流狀態(tài)，徑向流動(dòng)速度增加。 （2）將錠坯表面的氧化物、油污等集聚到錠坯的中心部位。
（3）進(jìn)入制品內(nèi)部，形成中心縮尾。
隨著擠壓過(guò)程進(jìn)一步進(jìn)行，徑向流動(dòng)的金屬無(wú)法滿(mǎn)足中心部位的短缺，于是在制品中心尾部出現(xiàn)了漏斗狀的空缺，即中空縮尾。
B、環(huán)形縮尾
7、 擠壓過(guò)程中，影響金屬流動(dòng)的因素有哪些？
（1）接觸摩擦及潤(rùn)滑的影響：
1）摩擦越大，不均勻流動(dòng)越大；
2）潤(rùn)滑可減少摩擦，減少金屬流動(dòng)不均，并可以防止工具粘金屬。
（2）錠坯與工具溫度的影響： 1）錠坯本身溫度：溫度高，強(qiáng)度低，流動(dòng)不均。
2）錠坯斷面上的溫度分布：加熱的不均勻性;工具的冷卻作用；導(dǎo)熱性的影響。
（3）相變的影響： 溫度改變能使某些合金產(chǎn)生相變，金屬處于不同的相組織會(huì)產(chǎn)生不同的流動(dòng)情況。
（4）摩擦條件變化： a、溫度不同，摩擦系數(shù)不同；產(chǎn)生不同的氧化表面，其摩擦系數(shù)也不同。
b、溫度不同，可能產(chǎn)生不同相態(tài)組織。 c、在高溫、高壓下極容易發(fā)生金屬與工具的粘結(jié)。
（5）錠坯與工具的溫度差： 錠坯與工具的溫差越大，變形的不均勻性越大。
(6)金屬性質(zhì)的影響 變形抗力高的金屬比抗力低的流動(dòng)均勻；合金比純金屬流動(dòng)均勻。
(7)工具形狀的影響 1）模角：模角大，死區(qū)大，金屬流動(dòng)不均勻，擠壓力大，制品表面質(zhì)量較好。
2）形狀相似性：擠壓筒與制品形狀相似，金屬流動(dòng)均勻。
（8）變形程度的影響 變形程度大，不均勻流動(dòng)增加，但當(dāng)變形程度增加到一定程度時(shí)，由于變形從表面深入到內(nèi)部，反而會(huì)使不均勻流動(dòng)減小。
8、 在擠壓過(guò)程中，影響擠壓力的主要因素有哪些？
（1）金屬的變形抗力 擠壓力大小與金屬的變形抗力成正比。
（2）錠坯狀態(tài) 錠坯組織性能均勻，擠壓力較小。
（3）錠坯的規(guī)格及長(zhǎng)度 錠坯的規(guī)格對(duì)擠壓力的影響是通過(guò)摩擦力產(chǎn)生作用的。錠坯的直徑越粗，擠壓力就越大；穿孔針直徑越粗，擠壓力也越大；錠坯越長(zhǎng)，擠壓力也越大。
（4）變形程度（或擠壓比） 擠壓力大小與變形程度成正比，即隨著變形程度增大，擠壓力成正比升高。
（5）變形溫度 隨著變形溫度的升高，金屬的變形抗力下降，擠壓力降低 。
（6）變形速度 如果無(wú)溫度、外摩擦條件的變化，擠壓力與擠壓速度之間成線(xiàn)性關(guān)系。
（7）外摩擦條件的影響
（8）模角 隨著模角增大，金屬進(jìn)入變形區(qū)壓縮錐所產(chǎn)生的附加彎曲變形增大，所需要消耗的金屬變形功增大；但模角增大又會(huì)使變形區(qū)壓縮錐縮短，降低了擠壓模錐面上的摩擦阻力，二者疊加的結(jié)果必然會(huì)出現(xiàn)一擠壓力最小值。這時(shí)的模角稱(chēng)為最佳模角。
（9）擠壓方式的影響
反向擠壓比同等條件下正向擠壓在突破階段所需要的擠壓力低30% ～ 40%。
9、型材模設(shè)計(jì)時(shí)，減少金屬流動(dòng)不均勻的主要措施有哪些？
（1）合理布置?？?br /> （2）確定合理的工作帶長(zhǎng)度
（3）設(shè)計(jì)阻礙角或促流角
（4）采用平衡?？?
（5）設(shè)計(jì)附加筋條
（6）設(shè)計(jì)導(dǎo)流模或?qū)Я髑?
10、 對(duì)于以下幾種情況，可酌情對(duì)?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度進(jìn)行必要的增減：
a、交接圓邊有凹弧R(R>1.5mm)者，工作帶可增加1mm。
b、螺孔處工作帶可增加1mm。
c、交接圓邊有凸弧R(R>1.5mm)者，工作帶可減短1mm。
d、壁厚相同的各端部可減短1mm
11、擠壓制品組織不均勻的特點(diǎn)是什么？產(chǎn)生的主要原因是什么？
? 表現(xiàn)特征
橫向上：外層晶粒細(xì)小，中心層粗大。
縱向上：前端晶粒粗大，尾端細(xì)小，在最前端仍保留有鑄態(tài)組織輪廓。
? 產(chǎn)生原因
A 變形不均勻
（1）在橫斷面上，變形程度是由中心向邊部逐漸增加的。從而導(dǎo)致了外層金屬的晶粒破碎程度比中心層劇烈。
（2）在縱向上，變形程度是由頭部向尾部逐漸增加的。使得尾端晶粒比前端細(xì)小。
B 擠壓溫度和速度的變化
主要是針對(duì)錠溫與筒溫相差比較大的金屬而言的。
例如，對(duì)擠壓速度慢的錫磷青銅，開(kāi)始擠壓時(shí)，金屬在高溫下變形，出?？缀蟮慕M織為再結(jié)晶組織；而后段擠壓時(shí)，由于受工具的冷卻作用，變形溫度較低，金屬出?？缀笤俳Y(jié)晶不完全；且擠壓后期金屬流速加快，更不利于再結(jié)晶。故尾部晶粒細(xì)小。 C 相變的影響
主要是對(duì)于溫度變化可能會(huì)產(chǎn)生相變的合金而言的。
12、產(chǎn)生粗晶環(huán)的主要原因是什么？粗晶環(huán)對(duì)制品力學(xué)性能有何影響？
? 粗晶環(huán)的形成機(jī)制
如前所述，擠壓制品外層金屬、尾部金屬的晶粒破碎和晶格歪扭程度分別比內(nèi)部和前端嚴(yán)重。晶粒破碎嚴(yán)重部分的金屬，處于能量較高的熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，降低了該部位的再結(jié)晶溫度。在隨后的熱處理過(guò)程中易較早發(fā)生再結(jié)晶，當(dāng)其他部位剛開(kāi)始發(fā)生或還沒(méi)有發(fā)生再結(jié)晶時(shí)，該部位發(fā)生了晶粒長(zhǎng)大。
? 粗晶環(huán)對(duì)制品性能的影響
(1)粗晶區(qū)的縱向強(qiáng)度(σb、σ0.2)比細(xì)晶區(qū)的低。
（2）粗晶區(qū)的疲勞強(qiáng)度低；
（3）淬火時(shí)易沿晶界產(chǎn)生應(yīng)力裂紋；
(4）鍛造時(shí)易產(chǎn)生表面裂紋；
（5）粗、細(xì)晶區(qū)沖擊韌性值差別不大；
（6）粗晶區(qū)的缺口敏感性比細(xì)晶區(qū)的小。
13、擠壓制品的表面裂紋產(chǎn)生原因：裂紋的產(chǎn)生是由于制品表面層的附加拉應(yīng)力超過(guò)了表面金屬的
強(qiáng)度所造成。減少裂紋的主要措施： （1）適當(dāng)降低擠壓溫度； （2）控制合適的擠壓速度；
（3）合理設(shè)計(jì)、加工模具，精心修模； （4）對(duì)錠坯進(jìn)行均勻化退火處理；
（5）采用等溫?cái)D壓、錠坯梯溫加熱等擠壓新技術(shù)、新工藝。 14、拉伸系數(shù)、斷面減縮率、延伸率概念。 拉拔時(shí)的主要變形指標(biāo)：
斷面減縮率：φ=（1-F1/F0）×100% 延伸率：ε=（L1/L0-1）×100% 拉伸系數(shù)：λ=L1/L0=F0/F1
15、試解釋圓棒材拉拔時(shí)變形區(qū)內(nèi)的應(yīng)力分布規(guī)律。 （1）應(yīng)力沿軸向分布 σl 入 ＜ σl 出 ∣σr入∣＞∣σr出∣ ∣σθ入 ∣＞∣σθ 出∣
原因：穩(wěn)定拉拔過(guò)程中，變形區(qū)內(nèi)任一橫斷面向模孔出口方向移動(dòng)時(shí)，面積逐漸減小，而此斷面與變形區(qū)入口端球面間的變形體積不斷增大。為實(shí)現(xiàn)塑性變形，通過(guò)此斷面作用在變形體的σl必須逐漸增大。
（2）應(yīng)力沿徑向分布
∣σr 外∣＞∣σr 內(nèi)∣ ∣σθ外∣＞∣σθ 內(nèi)∣ σl 外 ＜ σl 內(nèi)
原因：在變形區(qū)，金屬的每個(gè)環(huán)形的外面層上，作用著徑向應(yīng)力σr 外 ，在內(nèi)表面上作用著徑向應(yīng)力σr 內(nèi)，由于徑向應(yīng)力σr總是力圖減小其外表面，這就需要σr 外大于σr 內(nèi)。距離中心層越遠(yuǎn)，表面積越大，所需要的力就越大。
16、錐形拉拔?？子赡膸撞糠謽?gòu)成，各部分的主要作用？
錐形模的?？滓话阌伤牟糠纸M成：潤(rùn)滑帶、壓縮帶、定徑帶、出口帶。 各部分的主要作用：
（1）潤(rùn)滑帶作用：在拉拔時(shí)便于潤(rùn)滑劑帶入?？?，保證制品得到充分潤(rùn)滑，減少摩擦；并帶走產(chǎn)生的部分熱量；防止劃傷坯料。
（2）壓縮帶作用：金屬產(chǎn)生塑性變形，獲得所需要的形狀、尺寸。
（3）定徑帶作用：使制品進(jìn)一步獲得穩(wěn)定、精確的尺寸與形狀；防止模孔磨損而很快超差，延長(zhǎng)其使用壽命。
（4）出口帶作用：防止制品出?？讜r(shí)被劃傷；防止定徑帶出口端因受力而引起剝落。
17、什么是殘余應(yīng)力？畫(huà)圖說(shuō)明圓棒材拉拔制品中殘余應(yīng)力的分布及產(chǎn)生原因。 由于變形不均，在拉拔結(jié)束、外力去除后殘留在制品中的應(yīng)力—殘余應(yīng)力
（1）軸向殘余應(yīng)力—外層拉、中心層壓
在拉拔過(guò)程中，由于金屬流動(dòng)不均，棒材外層產(chǎn)生附加拉應(yīng)力，中心層則出現(xiàn)與之平衡的附加壓應(yīng)力。拉拔結(jié)束后，由于彈性后效作用，制品長(zhǎng)度縮短，而外層較中心層縮短得較大。但是，物
體的整體性防礙了這種自由變形，其結(jié)果在外層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，中心層則出現(xiàn)殘余壓應(yīng)力。
（2）徑向殘余應(yīng)力—外表面為0外，整個(gè)斷面上受壓，中心最大
在徑向上，由于彈性后效的作用，棒材斷面上所有的同心環(huán)形薄層，都欲增大其直徑。在外表面這種彈性恢復(fù)不受限制，但由外向內(nèi)所有環(huán)形薄層的彈性恢復(fù)均會(huì)受到其外層的阻礙，從而產(chǎn)生一殘余壓應(yīng)力。中心層恢復(fù)的阻力最大。
（3）周向殘余應(yīng)力—外層拉、中心層壓
由于棒材中心部分在軸向和徑向上受到殘余壓應(yīng)力作用，故此部分金屬在周向上有漲大變形的趨勢(shì)。但是，外層金屬阻礙其自由漲大，從而在中心層產(chǎn)生周向殘余壓應(yīng)力，外層則產(chǎn)生與之平衡的周向殘余拉應(yīng)力。
18、影響管材空拉時(shí)的壁厚變化的因素有那些？各是如何影響的？ （1）相對(duì)壁厚的影響
對(duì)于外徑D相同的管坯，增加壁厚S將使金屬向中心流動(dòng)的阻力增大，從而使管壁增厚量減小。 對(duì)于壁厚相同的管坯，增加外徑，減小了“曲拱”效應(yīng)，使金屬向中心流動(dòng)的阻力減小，使管坯空拉后壁厚增加的趨勢(shì)加強(qiáng)。
（2）減徑量的影響
減徑量越大，壁厚的變化也越大。在總減徑量不變的情況下，多道次空拉的增壁量大于單道次的增壁量；多道次空拉的減壁量小于單道次的減壁量。 （3）模角α的影響
隨著模角增大，拉拔應(yīng)力發(fā)生變化，并且存在著一最小值，其相應(yīng)的模角稱(chēng)為最佳模角。如果模角變化使拉拔應(yīng)力σ l增大，就會(huì)導(dǎo)致增壁過(guò)程中的增壁趨勢(shì)減小；減壁過(guò)程中的減壁趨勢(shì)增大。 （4）定徑帶長(zhǎng)度h、摩擦系數(shù)f、拉拔速度v的影響
增大h、f、v，都會(huì)使拉拔應(yīng)力σl增大，導(dǎo)致增壁時(shí)的增壁趨勢(shì)減小；減壁時(shí)的減壁趨勢(shì)增大。
（5）合金及狀態(tài)的影響
合金及狀態(tài)影響到變形抗力σs、摩擦系數(shù)f、加工硬化速率等。通常， σs大， σl大。相同合金，硬度越高，增壁的趨勢(shì)越弱。 （6）拉拔方式的影響
采用倍模（或稱(chēng)雙模）拉拔，會(huì)使管壁增加時(shí)的增壁趨勢(shì)減小，管壁減薄時(shí)的減壁趨勢(shì)增大。相當(dāng)于增加一個(gè)反拉力。
19、空拉為什么能夠糾正管材的偏心？
對(duì)于存在偏心的管坯，經(jīng)過(guò)幾道次空拉，可使其偏心得到一定程度的糾正。
主要原因：偏心管坯空拉時(shí)，假定在同一圓周上徑向壓應(yīng)力σr均勻分布，則在不同壁厚處產(chǎn)生的周向壓應(yīng)力σθ不同，厚壁處的σθ小于薄壁處的σθ ；薄壁處要先發(fā)生塑性變形，即周向壓縮，徑向延伸，使壁增厚，軸向延伸；而厚壁處還處于彈性變形狀態(tài)；則在薄壁處，將有軸向附加壓應(yīng)力的作用，厚壁處受附加拉應(yīng)力作用；促使厚壁處進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，增大軸向延伸，顯然在薄壁處減少了軸向延伸，增加了徑向延伸，即增加了壁厚；σθ值越大，壁厚增加越多。薄壁處在σθ作用下逐漸增厚，使整個(gè)斷面上的壁厚趨于均勻一致。
20、滑動(dòng)式多模連續(xù)拉拔過(guò)程建立的基本條件、必要條件和充分條件各是什么？ 運(yùn)動(dòng)速度vn與絞盤(pán)的圓周線(xiàn)速度un: un> vn
建立拉拔過(guò)程的基本條件，即： un> vn，或 R>0 。
當(dāng)?shù)趎道次以后的總延伸系數(shù)大于收線(xiàn)盤(pán)與第n個(gè)絞盤(pán)圓周線(xiàn)速度之比，才能保證成品模磨損后不等式un> vn仍然成立。這就是帶滑動(dòng)多模連續(xù)拉拔配模的必要條件。
任一道次的延伸系數(shù)應(yīng)大于相鄰兩個(gè)絞盤(pán)的速比。這就是帶滑動(dòng)多模連續(xù)拉拔配模的充分條件。
鋁合金等金屬擠壓、拉撥工藝技術(shù)計(jì)算習(xí)題
