第六章__挤压和拉拔(冶)
2020/11/10
• 挤压模： • 模角 • 工作带 • 出口等
2020/11/10
第二节 拉拔简介
• 在外加拉力作用下， 迫使金属坯料通过模 孔，以获得相应形状 与尺寸制品的塑性加 工方法称之为拉拔。
• 拉拔是管材、棒材、 型材以及线材的主要 生产方法之一
2020/11/10
• 一、拉拔的基本方法 • 按制品截面形状分为：实心材拉拔与空心材拉
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• 第三阶段：终了挤压阶段或紊流挤压阶 段。此时，筒内金属产生剧烈的径向流 动，即紊流。外层金属进入内层或中心 的同时，两个难变形区内的金属也开始 向模孔流动，从而易产生第三挤压阶段 所特有的缺陷“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。一般应适时中止挤压 过程。
• 二、拉拔工具 • 拉拔工具主要包括模子和芯
头。 • 1、普通拉模 • (1)模子的结构与尺寸 • 普通拉模根据模孔纵断面
形状可分锥形模和弧线形模 两种，如图。 • 弧线形模一般只用于细线的 拉拔。而拉拔管、棒、型及 粗线时，普遍采用锥形模。
• 锥形模的结构如图，一般模 孔可分四个带，即润滑带、 压缩带、定径带、出口带。
压杆的运动方向相反。 • 反向挤压法的特征是除靠近模孔附近处之外，
金属与挤压筒内壁间无相对滑动，故无摩擦。
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• 3．横向挤压法（径向挤压法） • 其模具与钢锭或钢坯轴线成90°安放，作用在钢锭或
钢坯上的力与其轴线方向一致，被挤压的制品以与挤 压作用力成90°方向由模孔中流出。
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拔。 • (1)实心材拉拔 • 实心材拉拔主要包括棒材、型材及线材的拉
拔。 • (2)空心材拉拔 • 空心材拉拔主要包括管材及空心异型材的拉
拔。对于空心材拉拔有如图8—2所示的几种基 本方法。
2020/11/10
• 由空心断面坯料拉拔成各种规格和形状的管材 。管材拉拔又有以下几种基本方法(图)。
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第六章 挤压和拉拔简介
• 第一节 挤压简介 • 第二节 拉拔简介
2020/11/10
第一一节 挤压简介
• 挤压：就是对放在容器(挤压筒)中的锭坯 一端施加以压力，使之通过模孔成型的 一种压力加工方法。
• 用挤压方法可以生产品种繁多的实心及 空心制品。
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• 2、反挤压 • 如图所示。反挤压：挤压时金属流动方向与挤
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• 三、挤压效应： • 某些工业用铝合金，挤压制品与其它加
工制品（如轧制、拉伸或锻造等）经相 同的热处理（—淬火与时效）后，前者 的强度比后者高，而塑性比后者低。这 一现象称挤压效应。
2020/11/10
• 表列出几种铝合金采用不同方法热加工后进行 淬火时效热处理，所测得的抗拉强度值。
• 二、正挤压过程的三个 阶段
• 按金属流动特征和挤压 力的变化规律，可以将 挤压过程分为三个阶段 ，如图。
• 第一阶段：开始挤压阶 段或填充挤压阶段。金 属承受挤压杆的作用力 ，首先充满挤压筒和模 孔；挤压力急剧直线上 升。
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• 第二阶段：基本铸压阶段或平流(稳定)挤压阶 段。一般，筒内的锭坯金属不发生中心层与外 层的紊乱流动，即锭坯外层金属出模孔后仍在 制品外层，不会流到制品中心。锭坯任一横断 面的径向上金属质点，总是中心部分首先流动 进入变形区，外层的流动得较慢，即存在流动 不均匀现象。靠近挤压垫处和模子与挤压筒的 交界处，金属尚未参与流动，形成难变形区。 图中Ⅱ区的线型特征表明，挤压力随筒内锭坯 长度的缩短、表面摩擦力总量减少，几乎呈直 线下降。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 挤压模： • 模角 • 工作带 • 出口等
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第二节 拉拔简介
• 在外加拉力作用下， 迫使金属坯料通过模 孔，以获得相应形状 与尺寸制品的塑性加 工方法称之为拉拔。
• 拉拔是管材、棒材、 型材以及线材的主要 生产方法之一
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• 一、拉拔的基本方法 • 按制品截面形状分为：实心材拉拔与空心材拉
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• 第三阶段：终了挤压阶段或紊流挤压阶 段。此时，筒内金属产生剧烈的径向流 动，即紊流。外层金属进入内层或中心 的同时，两个难变形区内的金属也开始 向模孔流动，从而易产生第三挤压阶段 所特有的缺陷“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。一般应适时中止挤压 过程。
• 二、拉拔工具 • 拉拔工具主要包括模子和芯
头。 • 1、普通拉模 • (1)模子的结构与尺寸 • 普通拉模根据模孔纵断面
形状可分锥形模和弧线形模 两种，如图。 • 弧线形模一般只用于细线的 拉拔。而拉拔管、棒、型及 粗线时，普遍采用锥形模。
• 锥形模的结构如图，一般模 孔可分四个带，即润滑带、 压缩带、定径带、出口带。
压杆的运动方向相反。 • 反向挤压法的特征是除靠近模孔附近处之外，
金属与挤压筒内壁间无相对滑动，故无摩擦。
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• 3．横向挤压法（径向挤压法） • 其模具与钢锭或钢坯轴线成90°安放，作用在钢锭或
钢坯上的力与其轴线方向一致，被挤压的制品以与挤 压作用力成90°方向由模孔中流出。
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拔。 • (1)实心材拉拔 • 实心材拉拔主要包括棒材、型材及线材的拉
拔。 • (2)空心材拉拔 • 空心材拉拔主要包括管材及空心异型材的拉
拔。对于空心材拉拔有如图8—2所示的几种基 本方法。
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• 由空心断面坯料拉拔成各种规格和形状的管材 。管材拉拔又有以下几种基本方法(图)。
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第六章 挤压和拉拔简介
• 第一节 挤压简介 • 第二节 拉拔简介
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第一一节 挤压简介
• 挤压：就是对放在容器(挤压筒)中的锭坯 一端施加以压力，使之通过模孔成型的 一种压力加工方法。
• 用挤压方法可以生产品种繁多的实心及 空心制品。
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• 2、反挤压 • 如图所示。反挤压：挤压时金属流动方向与挤
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• 三、挤压效应： • 某些工业用铝合金，挤压制品与其它加
工制品（如轧制、拉伸或锻造等）经相 同的热处理（—淬火与时效）后，前者 的强度比后者高，而塑性比后者低。这 一现象称挤压效应。
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• 表列出几种铝合金采用不同方法热加工后进行 淬火时效热处理，所测得的抗拉强度值。
• 二、正挤压过程的三个 阶段
• 按金属流动特征和挤压 力的变化规律，可以将 挤压过程分为三个阶段 ，如图。
• 第一阶段：开始挤压阶 段或填充挤压阶段。金 属承受挤压杆的作用力 ，首先充满挤压筒和模 孔；挤压力急剧直线上 升。
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• 第二阶段：基本铸压阶段或平流(稳定)挤压阶 段。一般，筒内的锭坯金属不发生中心层与外 层的紊乱流动，即锭坯外层金属出模孔后仍在 制品外层，不会流到制品中心。锭坯任一横断 面的径向上金属质点，总是中心部分首先流动 进入变形区，外层的流动得较慢，即存在流动 不均匀现象。靠近挤压垫处和模子与挤压筒的 交界处，金属尚未参与流动，形成难变形区。 图中Ⅱ区的线型特征表明，挤压力随筒内锭坯 长度的缩短、表面摩擦力总量减少，几乎呈直 线下降。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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《塑性成型工艺挤压与拉拔》课程教学大纲
塑性成型工艺挤压与拉拔课程代码：1012015总学时：36（讲课36学时,实验0学时）先修课程：金属学与热处理、塑性成型原理、塑性成型物理基础、塑性成型设备开课对象：材料成型与控制工程专业一、课程性质、目的与任务1、性质：本课程是材料成型与控制工程专业学科基础课，是必修课。
2、任务：本课程主要阐述了挤压中的方法、金属流动规律，挤压力、挤压工具、挤压工艺及制品的性能；拉拔中的拉拔力、工模具、工艺及拉拔时的应力与变形等。
3、目的：通过本课程的学习，使学生初步具有金属挤压、拉拔成型方面的基本理论知识和科学思维方法，进而具有获取和综合运用金属挤压、拉拔知识的能力，为达到能够独立分析和解决工程实践问题，开展工艺、技术创新的目的打下基础。
二、教学基本内容与基本要求1、挤压方法概述准确理解正、反向挤压方法的概念。
掌握不同挤压方法各自的特征、优缺点和适用范围。
了解挤压技术的发展进步。
2、挤压时金属变形流动规律掌握正向挤压时，在不同挤压阶段金属的变形流动特点及其对挤压制品组织性能的影响。
掌握不同挤压阶段挤压力的变化规律。
掌握填充系数、挤压比、挤压缩尾的概念。
掌握“死区”的概念、死区的作用、死区的产生原因和影响死区大小的因素。
能够利用填充挤压阶段金属的变形流动特点，说明填充系数大小对挤压制品表面质量的影响。
掌握反向挤压时金属的变形流动特点及其对制品组织性能的影响。
根据正、反向挤压时金属变形流动特点的不同，能够正确分析二者挤压力大小、变形区体积大小、死区大小、金属变形流动的均匀性、压余的多少、成品率的高低、挤压速度的快慢以及挤压制品的表面质量等方面的差异。
能正确分析影响金属流动的主要因素。
3、挤压力了解有关挤压力的计算方法，以及各种挤压力计算式各自的优缺点。
掌握И.Л.皮尔林挤压力计算式中有关参数的确定方法，并正确计算挤压力。
能够根据有关挤压力算式，正确分析影响挤压力的主要因素。
4、挤压制品的组织性能及质量控制能够根据挤压时金属的不均匀变形流动特点，正确分析挤压制品的组织特点，这种组织特点对其机械性能的影响。
挤压拉拔作业课件
挤压拉拔组合工艺实例
挤压拉拔组合工艺概述
挤压拉拔组合工艺是将挤压和拉拔两种工艺结合在一起， 通过一次或多次挤压和拉拔工序，得到最终所需形状和尺 寸的制品的工艺过程。
铝管拉拔组合工艺
铝管拉拔组合工艺是将铝棒先进行挤压，得到铝管坯料， 然后再进行多道次拉拔，得到最终所需的铝管制品。
铝管拉拔组合工艺流程
模具设计是根据产品形状和尺寸要求进 行设计，并确定拉伸力和模具结构。
拉拔模具设计
01
02
03
04
拉拔模具设计是拉拔工艺中的 重要环节，直接影响产品的质
量和生产效率。
模具设计需要根据产品形状和 尺寸要求，选择合适的模具材
料和结构形式。
模具材料应具备高硬度、高耐 磨性和良好的热处理性能，以 确保模具的使用寿命和产品质
铜线拉拔工艺流程
铜线拉拔工艺流程包括热处理、拉拔 、退火、涂层等工序，其中拉拔速度 和模具温度是影响铜线质量的关键因 素。
铜线拉拔
铜线拉拔是将铜杆通过拉拔机的模具 ，逐渐减小的孔径，从而得到不同直 径的铜线。
拉拔模具设计
拉拔模具设计也是拉拔工艺中的重要 环节，模具的材料、结构、研磨精度 等因素都会影响制品的质量和生产效 率。
05
挤压拉拔作业实例分析
挤压作业实例
挤压作业概述
挤压作业是一种将金属锭、坯料或半成品通过挤压机施加 压力，使其通过模孔变形，从而获得所需形状和尺寸的制 品的工艺过程。
铝型材挤压工艺流程
铝型材挤压工艺流程包括加热、挤压、矫直、锯切等工序 ，其中加热温度和挤压速度是影响铝型材质量的关键因素 。
铝型材挤压
量。
模具结构应简单、合理，易于 安装和拆卸，以提高生产效率
挤压及拉拔技术概述
3.2.1 拉拔成型的特点和基本方法
是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）在外加 拉力的作用下，通过模孔以获得与模孔形状和尺寸相 同的实心或空心制品的塑性成型方法，称之为拉拔。
通常以轧制材、挤压材和锻压材为坯料。 多用于冷加工丝、棒和管材，可生产极细的金属丝和 毛细管。
拉 拔 丝 的 直 径 ： 6 ～ 0.001mm ； 拉 拔 棒 材 的 直 径 ： 3 ～ 80mm 拉拔管材外径：200～0.1mm，壁厚最薄到0.01mm
典型挤压材的横截面形状
挤压成型的基本方法
按金属流动方向及变形特征：正挤压、反挤压、
侧向挤压、连续挤压、复合挤压及特殊挤压（静液
挤压等）
按挤压温度：热挤压--（在冶金工业应用） 温挤压、冷挤压--（在机械工业应用） 按润滑状态：玻璃润滑挤压、静液挤压 按制品种类：管材挤压、棒材挤压、型材挤压
定径带长度过短,模子易磨损,制品产生压痕和椭圆. 定径带长度过长,易粘结金属,制品产生毛刺和麻面.
3)定径带直径dd
根据制品尺寸及偏差、模子裕量系数、模子的寿命 确定定径带直径dd。
模子的出口段主要作用是导出制品。 出口直径不能过小，否则易划伤制品表面。 一 般 dc > dd 取 3～5mm， 薄 壁 管 材 取 1 0 ～ 20mm
使金属坯料连续不断地送入挤压机，获得无限长制品 的挤压方法。
冷挤压时金属沿挤压杆和挤压筒之间的空间以 复合挤压 及挤压模孔两个相反方向同时流动的挤压方法。
静液挤压 利用封闭在挤压筒内坯料周围的高压液体 ,迫使
坯料产生塑性变形，并从模孔中挤出的加工方法。
3.1.2 挤压成型过程
挤压与拉拔技术概述 ppt课件
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2
挤压成型的特点
优点 1.挤压时金属坯料受到三向压应力,适于低塑性材料
成型加工;一次可给予金属材料大的变形。 2.品种规格多样,生产灵活,适于少批量多品种复杂管
材、棒材、型材及线坯的生产; 3.产品尺寸精度和表面质量较高; 4.设备投资少，厂房面积小; 5.易实现自动化生产.
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3
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挤压工艺参数 挤压温度－根据三图“合金状态图、塑性图、再结晶图” 使金属具有最好的塑性及较低的变形抗力，同时保 证制品获得均匀良好的组织性能等。 由于挤压变形热效应大，一般挤压温度比热轧的温 度低些。
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24
挤压比－挤压筒与模孔断面面积的比，λ＝F0／F
挤压润滑:
润滑目的——为了使挤压时金属流动均匀，提高制品表面质 量，延长挤压工具的使用寿命和降低挤压力，减少能量消 耗，在挤压时应对挤压筒、挤压模、穿孔针进行润滑。
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挤压筒长度Lt ＝（L +l）+ t + s
L——锭坯的最大长度； l——长度为锭坯穿孔时金属向后流动增加的； t——模子进入挤压筒的深度； s——垫片厚度。
挤压比：挤压筒与模孔断面面积的比，λ＝F0／F
通常挤压比为6～100，
一次挤压的棒、型材 λ>10, 锻造用毛坯 λ>5，
成材率较低; 5)适于生产小断面的长线制品，生产可实现连续化和
高速化。
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拉拔成型的基本方法
按制品截面形状分为： 实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。 空心材拉拔主要包括管材、空心异型材拉拔。
管材拉拔的基本方法——空拉、长芯杆拉拔、固定 芯头拉拔、游动芯头拉拔、顶管法、扩径拉拔。
挤压与拉拔
这种附加拉应力沿径向分布：外表面上的附加拉应力数值最大。 （由于外层金属最不易流动） 其沿轴向的分布： 挤压垫向模子处↑，到压缩锥出口增至最大。 （由横向线弯曲程度可看出，在垫片处弯曲程度最小）。 轴向基本应力为压应力，基本应力与附件拉应力叠加后的工作应力， 若为拉应力，则产生缺陷（产生横向裂纹）。 ③ 模孔形状和位置不同
3、金属流动分析 、 在挤压时，金属的流动不均匀性总是存在的，主要原因如下： ① 外摩擦存在，导致了不同部位的金属流动阻力不一样，外层的金属流动 比内层要大。 ② 锭坯各处温度不同，造成金属的变形抗力不一样。 锭坯温度不均匀原因： 锭坯温度不均匀原因： a、锭坯加热不均匀。 b、挤压筒温度过低，引起锭坯外部温降快。 当 锭坯外部温度低时，金属外层的抗力就大，不容易流动，挤压时， 会引起内部金属流动速度大于外部金属，由于金属是一个整体，外部金属 就承受内部金属给予的轴向附加拉应力。
死区产生原因： ③ 死区产生原因： 死区内金属由于受到工具的冷却作用，抗力越大，摩擦越大。 基段不参与流动，前端死区可阻止铸锭表面脏物流出，从而可提高 挤压制品的表面质量。平模前端死区＞锥模，这是挤压棒时采用平模 的原因之一。 死区的作用： ④ 死区的作用： 尾端死区存在阻止了金属向中心的大量流动，有利于减少缩尾长度， 提高成材率。 生产中，除特殊情况外，严禁在挤压垫上涂润滑油，正是为了加强 尾端死区作用。 在快速挤压、润滑挤压、氧化膜厚（氧化膜起润滑作用）及金属 冷却快时，死区减少，制品表面质量变差。
2、应力应变（如下图所示） 、应力应变 σl— 轴向主应力。 σr— 径向主应力。 σθ— 周向主应力。 入口变形锥，出口变形锥。 轴向应力σl沿轴向，由挤压垫向模子方向逐渐减少；沿径向，边部大， 中心小，由于中心部分正对着模孔，由最小阻力定律可知流动阻力较存在 很大摩擦力的边部要小很多。
金属工艺学第六章锻压思考题答案
21、模锻与自由锻比有哪些特点？其适用范围如何？ 答：模锻与自由锻比锻件的精度高，表面粗糙度小， 加工余量小，生产效率高可以锻造形状比较复杂的 锻件。生产周期长，成本高。 模锻适用用于大批量生产的中、小型锻件。
22、模锻件上的“飞边”、“连皮”是一回事吗？它们 呈现于模锻件的何种情况下？其作用是什么？ 答：模锻件上的“飞边”、“连皮”不是一回事。 飞边一般是呈现于模锻件的分模面处，连皮一般是 现于模锻件的孔和狭窄的结构处。飞边主要是用 来储存多余的金属材料，连皮主要是设置在不易锻 造出来的结构处，或者是为了保证模具的使用寿命 而特别设计的。
1
如有帮助欢迎下载支持
6、在室温下可否对低碳钢和紫铜连续进行塑性加工？ 为什么？ 答：在室温下可以对低碳钢和紫铜连续进行塑性加 工，因为低碳钢和紫铜的塑性很好，变形抗力比较 小。
7、何谓再结晶？其晶格类型是否发生变化？为什么? 答: 将加工硬化的金属或合金，加热到一定温度，破 碎的、被拉长的、被压扁的晶粒，按结晶规律重新 结晶，生成新的晶粒金属的硬化组织被完全消除， 称为再结晶。 晶格类型不会发生变化，因为在固态下原子运 动困难，不可能重新排列。只能改变晶体的缺陷。
23、胎模锻属于模锻吗？其实质是什么？应用如何？ 答：胎模锻属于模锻，其实质是在自由锻设备上， 使用可移动的胎模具生产锻件。胎模锻适用于中小 批量的小型锻件的生产。
24、举例说明压力机模锻与平锻机模锻的应用。 答：压力机模锻适宜于锻造高度和宽度比小的工件， 如齿轮，发动机摇臂，连杆等。平锻机模锻适宜于 锻造高度和宽度比较大的工件，如汽车半轴，气门 挺杆，齿轮轴等。
性强，不能通过热处理清除，只有通过锻压改变 其形状与分布。 14、 何谓金属的锻造性能？其影响因素是什么？ 答: 金属的锻造性能是衡量金属进行锻压加工的难 易程度的性能，是金属的工艺性能。
22、模锻件上的“飞边”、“连皮”是一回事吗？它们 呈现于模锻件的何种情况下？其作用是什么？ 答：模锻件上的“飞边”、“连皮”不是一回事。 飞边一般是呈现于模锻件的分模面处，连皮一般是 现于模锻件的孔和狭窄的结构处。飞边主要是用 来储存多余的金属材料，连皮主要是设置在不易锻 造出来的结构处，或者是为了保证模具的使用寿命 而特别设计的。
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6、在室温下可否对低碳钢和紫铜连续进行塑性加工？ 为什么？ 答：在室温下可以对低碳钢和紫铜连续进行塑性加 工，因为低碳钢和紫铜的塑性很好，变形抗力比较 小。
7、何谓再结晶？其晶格类型是否发生变化？为什么? 答: 将加工硬化的金属或合金，加热到一定温度，破 碎的、被拉长的、被压扁的晶粒，按结晶规律重新 结晶，生成新的晶粒金属的硬化组织被完全消除， 称为再结晶。 晶格类型不会发生变化，因为在固态下原子运 动困难，不可能重新排列。只能改变晶体的缺陷。
23、胎模锻属于模锻吗？其实质是什么？应用如何？ 答：胎模锻属于模锻，其实质是在自由锻设备上， 使用可移动的胎模具生产锻件。胎模锻适用于中小 批量的小型锻件的生产。
24、举例说明压力机模锻与平锻机模锻的应用。 答：压力机模锻适宜于锻造高度和宽度比小的工件， 如齿轮，发动机摇臂，连杆等。平锻机模锻适宜于 锻造高度和宽度比较大的工件，如汽车半轴，气门 挺杆，齿轮轴等。
性强，不能通过热处理清除，只有通过锻压改变 其形状与分布。 14、 何谓金属的锻造性能？其影响因素是什么？ 答: 金属的锻造性能是衡量金属进行锻压加工的难 易程度的性能，是金属的工艺性能。
《挤压与拉拔新技术》课件
包覆轧制：轧包后仅能表明精整， 不能拉拔，因此性能较低；
热浸镀法：镀层厚度不均且较脆， 不宜再加工；
粉末挤压烧结法：将铝粉挤压包覆 在钢芯上，经烧结再加工。技术成熟 （美国），我国尚未掌握。
连续挤压包覆：20世纪90年代武汉 电缆集团引进。
连续铸挤（Castex）1983年提出。
连续铸造与连续挤压结合为一体。可分：动态结晶、半固态挤压 和挤压塑性变形三个阶段。
铸挤复合
5 复合材料挤压
弥散型 层状型
6 等通道角挤压（ECAE）
20世纪80年代提出，使试样在尺寸和形状不变的情况下实现大塑 性变形，进而细化组织。可获得块状超细晶材料。对于ECAE，可通 过调整剪切方向控制织构和组织。（大塑性变形）
7 半固态挤压
将液、固相共存的均匀混合的非枝晶坯 料由挤压筒内挤出成形的加工方法。
4 集束拉拔
将两根以上的坯料包 在圆管里进行拉拔，达 到尺寸后去掉包覆管。 是生产极细线和复合线 的一种方法。
主要问题是：加工过程中的不均匀变形导致线经呈不规则圆形。
5 玻璃膜金属液抽丝
将金属块或粉末3放入玻璃 管2内，其下端放一高频线圈4， 使玻璃管和金属逐渐熔化，利 用玻璃的可抽丝性从下方将其 引出，可得到表面覆有玻璃膜 的超细金属丝。
有无润滑和润滑两种方式。
无润滑：主要由于生产长制品， 一般要求合金在挤压温 度下有具有好的焊接性能，且限于对焊合面的质量和性 能要求不高的制品。
润滑：目的是消除压余、提高成品率（ 10～15％）、缩 短非挤压间隙时间。
注：润滑挤压时一般采用凹形垫片以平衡金属流动、防 止缩尾、使接合界面成近似平面（减少切头切尾损失）。
断面收缩率可用下式计算：
v1
v1 v2
热浸镀法：镀层厚度不均且较脆， 不宜再加工；
粉末挤压烧结法：将铝粉挤压包覆 在钢芯上，经烧结再加工。技术成熟 （美国），我国尚未掌握。
连续挤压包覆：20世纪90年代武汉 电缆集团引进。
连续铸挤（Castex）1983年提出。
连续铸造与连续挤压结合为一体。可分：动态结晶、半固态挤压 和挤压塑性变形三个阶段。
铸挤复合
5 复合材料挤压
弥散型 层状型
6 等通道角挤压（ECAE）
20世纪80年代提出，使试样在尺寸和形状不变的情况下实现大塑 性变形，进而细化组织。可获得块状超细晶材料。对于ECAE，可通 过调整剪切方向控制织构和组织。（大塑性变形）
7 半固态挤压
将液、固相共存的均匀混合的非枝晶坯 料由挤压筒内挤出成形的加工方法。
4 集束拉拔
将两根以上的坯料包 在圆管里进行拉拔，达 到尺寸后去掉包覆管。 是生产极细线和复合线 的一种方法。
主要问题是：加工过程中的不均匀变形导致线经呈不规则圆形。
5 玻璃膜金属液抽丝
将金属块或粉末3放入玻璃 管2内，其下端放一高频线圈4， 使玻璃管和金属逐渐熔化，利 用玻璃的可抽丝性从下方将其 引出，可得到表面覆有玻璃膜 的超细金属丝。
有无润滑和润滑两种方式。
无润滑：主要由于生产长制品， 一般要求合金在挤压温 度下有具有好的焊接性能，且限于对焊合面的质量和性 能要求不高的制品。
润滑：目的是消除压余、提高成品率（ 10～15％）、缩 短非挤压间隙时间。
注：润滑挤压时一般采用凹形垫片以平衡金属流动、防 止缩尾、使接合界面成近似平面（减少切头切尾损失）。
断面收缩率可用下式计算：
v1
v1 v2
第六章金属的塑性变形和断裂分析
1、单相固溶体的塑性变形：
塑变方式基本上与纯金属多晶体的变形相同， 但：
1.1产生固溶强化：由于溶质原子存在使强度、 硬度增高，塑性、韧性下降的现象；
原因：
①发生晶格畸变；
②形成柯氏气团：溶质原子在位错线附近的偏聚， 如图6－26所示；柯氏气团对位错有钉扎作用， 使位错运动的阻力增大；
a)溶质原子大于溶剂原子的置换固溶体； b)溶质原子小于溶剂原子的置换固溶体； c)间隙固溶体；
④fcc晶体孪生变形的示意过程，如图6－21所示； ⑤孪生时可听到声音； ⑥孪生对总变形量贡献不大；
⑦孪生的特点： 使一部分晶体发生了均匀的切变； 引起了晶体取向的变化； 不会改变晶体的点阵类型； 所需的切应力比滑移大许多倍； 在光学显微镜下观察到的是条带状；
第三节 多晶体的塑性变形
孪晶：以孪晶面为对称面而处于镜面对称位置的 一对晶体叫做孪晶（双晶），如图6－20所示；
说明： ①孪生是晶体塑变的另一种方式；
②孪生经常发生在：不易产生滑移的金属中、 某些金属滑移困难时、变形速度大时；
③孪生面和孪生方向： 例如：fcc：孪生面｛111｝，孪生方向为
〈112〉； bcc: 孪生面｛112｝，孪生方向为〈111〉
σ S—e
S — e：真应力真应变曲线
σ—ε
颈
σ—ε：工程应力应变曲线
缩
ε
工程应力—应变曲线中“颈缩”现 象掩盖了 “加工硬化”
3、弹性变形： 定义：金属受力发生变形，当外力去除，立即 恢复原状的变形，叫做弹性变形； 实质：利用双原子作用力模型解释： 仅原子间距发生微小的弹性变化，无显微组织 的变化； 特点：①变形是可逆的；
2.1滑移带：
高锰钢中的滑移带，500X
第六章__挤压和拉拔-精选
• 二、拉拔工具 • 拉拔工具主要包括模子和芯
头。 • 1、普通拉模 • (1)模子的结构与尺寸 • 普通拉模根据模孔纵断面
形状可分锥形模和弧线形模 两种，如图。 • 弧线形模一般只用于细线的 拉拔。而拉拔管、棒、型及 粗线时，普遍采用锥形模。
• 锥形模的结构如图，一般模 孔可分四个带，即润滑带、 压缩带、定径带、出口带。
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• 2、反挤压 • 如图所示。反挤压：挤压时金属流动方向与挤
压杆的运动方向相反。 • 反向挤压法的特征是除靠近模孔附近处之外，
金属与挤压筒内壁间无相对滑动，故无摩擦。
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• 3．横向挤压法（径向挤压法） • 其模具与钢锭或钢坯轴线成90°安放，作用在钢锭或
钢坯上的力与其轴线方向一致，被挤压的制品以与挤 压作用力成90°方向由模孔中流出。
第六章 挤压和拉拔简介
• 第一节 挤压简介 • 第二节 拉拔简介
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第一一节 挤压简介
• 挤压：就是对放在容器(挤压筒)中的锭坯 一端施加以压力，使之通过模孔成型的 一种压力加工方法。
• 用挤压方法可以生产品种繁多的实心及 空心制品。
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• 一、挤压的基本方法 • 金属挤压的方法有多种： • 按金属流动方向分为正向挤压、反向挤
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拔。 • (1)实心材拉拔 • 实心材拉拔主要包括棒材、型材及线材的拉
拔。 • (2)空心材拉拔 • 空心材拉拔主要包括管材及空心异型材的拉
拔。对于空心材拉拔有如图8—2所示的几种基 本方法。
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• 由空心断面坯料拉拔成各种规格和形状的管材 。管材拉拔又有以下几种基本方法(图)。
金属材料成形工艺及控制课件：挤压与拉拔工艺-
(1) 合金的狀態圖。它能夠初步給出加熱溫度範圍，擠壓上限低於固相線的 溫度T0，為了防止鑄錠加熱時過熱和過燒，通常熱加工溫度上限取 （0.85~0.90）T0，而下限對單相合金（0.65~0.70）T0。
(2) 金屬與合金的塑性圖。塑性圖是金屬和合金的塑性在高溫下隨變形狀 態以及加載方式而變化的綜合曲線圖，這些曲線可以是衝擊韌性αK、斷 面收縮率ψ、延伸率δ、扭轉角θ以及鐓粗出現第一個裂紋時的壓縮率等。 (3) 第二類再結晶圖。擠壓製品的溫度，對製品組織與性能影響很大，參 照第二類再結晶圖，可以控制製品的晶粒度。擠壓終了溫度太高會發生 聚集再結晶,溫度過低金屬引起加工硬化和能耗大。 總之，“三圖”定溫是確定熱加工溫度的主要理論依據，同時還要考慮 擠壓加工的特點，如擠壓的金屬與合金、擠壓方法、熱效應等。常用鋼 種、輕金屬及重金屬擠壓溫度控制範圍列於表10-3。
擠壓溫度 /℃
720~820 750~800 750~850 650~700 900~1000 1000~1200 200~250 250~350 200~320
2.擠壓速度和金屬流出速度的選擇
擠壓時的速度一般可分為三種表示方法： ①擠壓速度V擠 ，所謂擠壓速度系指擠壓機主柱塞運行速度，也就是擠壓 杆與墊片前進的速度； ②流出速度V流，是指金屬流出模孔的速度； ③變形速度，是指最大主變形與變形時間之比，也稱應變速度。 一般在工廠中大多採用流出速度，因為它對不同的金屬或合金都有一定 的數值範圍，該值取決於金屬或合金的塑性。
2) 擠壓鋁合金的潤滑 擠壓鋁合金用的潤滑劑有以下幾類： ①70%~80%72號汽缸油+30%~20%粉狀石墨； ②60~70%250號苯甲基矽油+40%~30%粉狀石墨； ③65%汽缸油+15%硬脂酸鉛+10%石墨+10%滑石粉； ④65%汽缸油+10%硬脂酸鉛+10%石墨+15%二硫化鉬。 一般對鋁合金擠壓時，為了防止把錠坯表層的油污、氧化物帶進製品內 部或表面，保證製品品質，一般不使用潤滑劑，有時在模子上塗上極少 一點潤滑劑。
(2) 金屬與合金的塑性圖。塑性圖是金屬和合金的塑性在高溫下隨變形狀 態以及加載方式而變化的綜合曲線圖，這些曲線可以是衝擊韌性αK、斷 面收縮率ψ、延伸率δ、扭轉角θ以及鐓粗出現第一個裂紋時的壓縮率等。 (3) 第二類再結晶圖。擠壓製品的溫度，對製品組織與性能影響很大，參 照第二類再結晶圖，可以控制製品的晶粒度。擠壓終了溫度太高會發生 聚集再結晶,溫度過低金屬引起加工硬化和能耗大。 總之，“三圖”定溫是確定熱加工溫度的主要理論依據，同時還要考慮 擠壓加工的特點，如擠壓的金屬與合金、擠壓方法、熱效應等。常用鋼 種、輕金屬及重金屬擠壓溫度控制範圍列於表10-3。
擠壓溫度 /℃
720~820 750~800 750~850 650~700 900~1000 1000~1200 200~250 250~350 200~320
2.擠壓速度和金屬流出速度的選擇
擠壓時的速度一般可分為三種表示方法： ①擠壓速度V擠 ，所謂擠壓速度系指擠壓機主柱塞運行速度，也就是擠壓 杆與墊片前進的速度； ②流出速度V流，是指金屬流出模孔的速度； ③變形速度，是指最大主變形與變形時間之比，也稱應變速度。 一般在工廠中大多採用流出速度，因為它對不同的金屬或合金都有一定 的數值範圍，該值取決於金屬或合金的塑性。
2) 擠壓鋁合金的潤滑 擠壓鋁合金用的潤滑劑有以下幾類： ①70%~80%72號汽缸油+30%~20%粉狀石墨； ②60~70%250號苯甲基矽油+40%~30%粉狀石墨； ③65%汽缸油+15%硬脂酸鉛+10%石墨+10%滑石粉； ④65%汽缸油+10%硬脂酸鉛+10%石墨+15%二硫化鉬。 一般對鋁合金擠壓時，為了防止把錠坯表層的油污、氧化物帶進製品內 部或表面，保證製品品質，一般不使用潤滑劑，有時在模子上塗上極少 一點潤滑劑。