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
7、 挤压过程中，影响金属流动的因素有哪些？
（1）接触摩擦及润滑的影响：
1）摩擦越大，不均匀流动越大；
2）润滑可减少摩擦，减少金属流动不均，并可以防止工具粘金属。
（2）锭坯与工具温度的影响： 1）锭坯本身温度：温度高，强度低，流动不均。
2）锭坯断面上的温度分布：加热的不均匀性;工具的冷却作用；导热性的影响。
（3）相变的影响： 温度改变能使某些合金产生相变，金属处于不同的相组织会产生不同的流动情况。
（4）摩擦条件变化： a、温度不同，摩擦系数不同；产生不同的氧化表面，其摩擦系数也不同。
b、温度不同，可能产生不同相态组织。 c、在高温、高压下极容易发生金属与工具的粘结。
（5）锭坯与工具的温度差： 锭坯与工具的温差越大，变形的不均匀性越大。
(6)金属性质的影响 变形抗力高的金属比抗力低的流动均匀；合金比纯金属流动均匀。
(7)工具形状的影响 1）模角：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。
2）形状相似性：挤压筒与制品形状相似，金属流动均匀。
（8）变形程度的影响 变形程度大，不均匀流动增加，但当变形程度增加到一定程度时，由于变形从表面深入到内部，反而会使不均匀流动减小。
8、 在挤压过程中，影响挤压力的主要因素有哪些？
（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。
（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。锭坯的直径越粗，挤压力就越大；穿孔针直径越粗，挤压力也越大；锭坯越长，挤压力也越大。
（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 随着变形温度的升高，金属的变形抗力下降，挤压力降低 。
（6）变形速度 如果无温度、外摩擦条件的变化，挤压力与挤压速度之间成线性关系。
（7）外摩擦条件的影响
（8）模角 随着模角增大，金属进入变形区压缩锥所产生的附加弯曲变形增大，所需要消耗的金属变形功增大；但模角增大又会使变形区压缩锥缩短，降低了挤压模锥面上的摩擦阻力，二者叠加的结果必然会出现一挤压力最小值。这时的模角称为最佳模角。
（9）挤压方式的影响
反向挤压比同等条件下正向挤压在突破阶段所需要的挤压力低30% ～ 40%。
9、型材模设计时，减少金属流动不均匀的主要措施有哪些？
（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
10、 对于以下几种情况，可酌情对模孔工作带长度进行必要的增减：
a、交接圆边有凹弧R(R>1.5mm)者，工作带可增加1mm。
b、螺孔处工作带可增加1mm。
c、交接圆边有凸弧R(R>1.5mm)者，工作带可减短1mm。
d、壁厚相同的各端部可减短1mm
11、挤压制品组织不均匀的特点是什么？产生的主要原因是什么？
表现特征
横向上：外层晶粒细小，中心层粗大。
纵向上：前端晶粒粗大，尾端细小，在最前端仍保留有铸态组织轮廓。
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。
例如，对挤压速度慢的锡磷青铜，开始挤压时，金属在高温下变形，出模孔后的组织为再结晶组织；而后段挤压时，由于受工具的冷却作用，变形温度较低，金属出模孔后再结晶不完全；且挤压后期金属流速加快，更不利于再结晶。故尾部晶粒细小。 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。
12、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？
粗晶环的形成机制
如前所述，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。
粗晶环对制品性能的影响
(1)粗晶区的纵向强度(σb、σ0.2)比细晶区的低。
（2）粗晶区的疲劳强度低；
（3）淬火时易沿晶界产生应力裂纹；
(4）锻造时易产生表面裂纹；
（5）粗、细晶区冲击韧性值差别不大；
（6）粗晶区的缺口敏感性比细晶区的小。
13、挤压制品的表面裂纹产生原因：裂纹的产生是由于制品表面层的附加拉应力超过了表面金属的
强度所造成。减少裂纹的主要措施： （1）适当降低挤压温度； （2）控制合适的挤压速度；
（3）合理设计、加工模具，精心修模； （4）对锭坯进行均匀化退火处理；
（5）采用等温挤压、锭坯梯温加热等挤压新技术、新工艺。 14、拉伸系数、断面减缩率、延伸率概念。 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
15、试解释圆棒材拉拔时变形区内的应力分布规律。 （1）应力沿轴向分布 σl 入 ＜ σl 出 ∣σr入∣＞∣σr出∣ ∣σθ入 ∣＞∣σθ 出∣
原因：稳定拉拔过程中，变形区内任一横断面向模孔出口方向移动时，面积逐渐减小，而此断面与变形区入口端球面间的变形体积不断增大。为实现塑性变形，通过此断面作用在变形体的σl必须逐渐增大。
（2）应力沿径向分布
∣σr 外∣＞∣σr 内∣ ∣σθ外∣＞∣σθ 内∣ σl 外 ＜ σl 内
原因：在变形区，金属的每个环形的外面层上，作用着径向应力σr 外 ，在内表面上作用着径向应力σr 内，由于径向应力σr总是力图减小其外表面，这就需要σr 外大于σr 内。距离中心层越远，表面积越大，所需要的力就越大。
16、锥形拉拔模孔由哪几部分构成，各部分的主要作用？
锥形模的模孔一般由四部分组成：润滑带、压缩带、定径带、出口带。 各部分的主要作用：
（1）润滑带作用：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）压缩带作用：金属产生塑性变形，获得所需要的形状、尺寸。
（3）定径带作用：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）出口带作用：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。
17、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。 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
（1）轴向残余应力—外层拉、中心层压
在拉拔过程中，由于金属流动不均，棒材外层产生附加拉应力，中心层则出现与之平衡的附加压应力。拉拔结束后，由于弹性后效作用，制品长度缩短，而外层较中心层缩短得较大。但是，物
体的整体性防碍了这种自由变形，其结果在外层产生残余拉应力，中心层则出现残余压应力。
（2）径向残余应力—外表面为0外，整个断面上受压，中心最大
在径向上，由于弹性后效的作用，棒材断面上所有的同心环形薄层，都欲增大其直径。在外表面这种弹性恢复不受限制，但由外向内所有环形薄层的弹性恢复均会受到其外层的阻碍，从而产生一残余压应力。中心层恢复的阻力最大。
（3）周向残余应力—外层拉、中心层压
由于棒材中心部分在轴向和径向上受到残余压应力作用，故此部分金属在周向上有涨大变形的趋势。但是，外层金属阻碍其自由涨大，从而在中心层产生周向残余压应力，外层则产生与之平衡的周向残余拉应力。
18、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？ （1）相对壁厚的影响
对于外径D相同的管坯，增加壁厚S将使金属向中心流动的阻力增大，从而使管壁增厚量减小。 对于壁厚相同的管坯，增加外径，减小了“曲拱”效应，使金属向中心流动的阻力减小，使管坯空拉后壁厚增加的趋势加强。
（2）减径量的影响
减径量越大，壁厚的变化也越大。在总减径量不变的情况下，多道次空拉的增壁量大于单道次的增壁量；多道次空拉的减壁量小于单道次的减壁量。 （3）模角α的影响
随着模角增大，拉拔应力发生变化，并且存在着一最小值，其相应的模角称为最佳模角。如果模角变化使拉拔应力σ l增大，就会导致增壁过程中的增壁趋势减小；减壁过程中的减壁趋势增大。 （4）定径带长度h、摩擦系数f、拉拔速度v的影响
增大h、f、v，都会使拉拔应力σl增大，导致增壁时的增壁趋势减小；减壁时的减壁趋势增大。
（5）合金及状态的影响
合金及状态影响到变形抗力σs、摩擦系数f、加工硬化速率等。通常， σs大， σl大。相同合金，硬度越高，增壁的趋势越弱。 （6）拉拔方式的影响
采用倍模（或称双模）拉拔，会使管壁增加时的增壁趋势减小，管壁减薄时的减壁趋势增大。相当于增加一个反拉力。
19、空拉为什么能够纠正管材的偏心？
对于存在偏心的管坯，经过几道次空拉，可使其偏心得到一定程度的纠正。
主要原因：偏心管坯空拉时，假定在同一圆周上径向压应力σr均匀分布，则在不同壁厚处产生的周向压应力σθ不同，厚壁处的σθ小于薄壁处的σθ ；薄壁处要先发生塑性变形，即周向压缩，径向延伸，使壁增厚，轴向延伸；而厚壁处还处于弹性变形状态；则在薄壁处，将有轴向附加压应力的作用，厚壁处受附加拉应力作用；促使厚壁处进入塑性变形状态，增大轴向延伸，显然在薄壁处减少了轴向延伸，增加了径向延伸，即增加了壁厚；σθ值越大，壁厚增加越多。薄壁处在σθ作用下逐渐增厚，使整个断面上的壁厚趋于均匀一致。
20、滑动式多模连续拉拔过程建立的基本条件、必要条件和充分条件各是什么？ 运动速度vn与绞盘的圆周线速度un: un> vn
建立拉拔过程的基本条件，即： un> vn，或 R>0 。
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。
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。
铝合金等金属挤压、拉拨工艺技术计算习题
