1、挤压与拉拔技术概述 3.1.1 挤压成型的特点和基本方法挤压成型的特点和基本方法 挤压就是采用挤压就是采用挤压轴挤压轴（凸模）将放在密闭的（凸模）将放在密闭的挤压挤压筒筒（凹模）内的坯料压出模孔而成型的（凹模）内的坯料压出模孔而成型的塑性加工塑性加工方法。方法。q挤压时金属坯料受到三向压应力，有利于低塑性挤压时金属坯料受到三向压应力，有利于低塑性金属变形（脆性材料变形）。金属变形（脆性材料变形）。q挤压多用于生产挤压多用于生产有色金属有色金属及合金的棒材、及合金的棒材、薄壁薄壁和和超厚壁超厚壁复杂断面型材和管材，高合金钢材及低塑复杂断面型材和管材，高合金钢材及低塑性合金钢材。冷挤压也用于生产机
2、械零件。性合金钢材。冷挤压也用于生产机械零件。定义定义1.1.挤压时金属坯料受到三向压应力挤压时金属坯料受到三向压应力,适于低塑性材料适于低塑性材料成型加工成型加工;一次可给予金属材料大的变形。一次可给予金属材料大的变形。2.2.品种规格多样品种规格多样,生产灵活生产灵活,适于少批量多品种复杂适于少批量多品种复杂管材、棒材、型材及线坯的生产管材、棒材、型材及线坯的生产;3.3.产品尺寸精度和表面质量较高产品尺寸精度和表面质量较高;4.4.设备投资少，厂房面积小设备投资少，厂房面积小;5.5.易实现自动化生产易实现自动化生产.挤压成型的特点挤压成型的特点优点优点7.7.金属损失大金属损失大,成材
3、率低成材率低,且工具消耗大且工具消耗大,生产成本高生产成本高;8.8.金属与工模具间摩擦系数大金属与工模具间摩擦系数大,金属在变形区内流动金属在变形区内流动不均匀不均匀,产品组织性能沿长度和断面上不均匀；产品组织性能沿长度和断面上不均匀；9.9.与轧制成型相比生产率低。与轧制成型相比生产率低。缺点缺点 典型挤压材的横截面形状典型挤压材的横截面形状 v按按金属流动方向及变形特征金属流动方向及变形特征：正挤压、反挤压、：正挤压、反挤压、侧向挤压、连续挤压、侧向挤压、连续挤压、复合挤压复合挤压及特殊挤压及特殊挤压（静液（静液挤压等）挤压等）v按按挤压温度挤压温度：热挤压热挤压-（在冶金工业应用在冶金
4、工业应用）温挤压、冷挤压温挤压、冷挤压-（在机械工业应用在机械工业应用）v按按润滑状态润滑状态：玻璃润滑挤压、静液挤压：玻璃润滑挤压、静液挤压v按按制品种类制品种类：管材挤压、棒材挤压、型材挤压：管材挤压、棒材挤压、型材挤压挤压成型的基本方法挤压成型的基本方法 工业上常用的挤压方法工业上常用的挤压方法（a a）正挤压；（正挤压；（b b）反挤压；（反挤压；（c c）侧向挤压；（侧向挤压；（d d）玻璃润滑挤压；玻璃润滑挤压；（e e）静液挤压；（静液挤压；（f f）连续挤压连续挤压 正挤压特点：正挤压特点：挤压时坯料与挤压筒之间产生挤压时坯料与挤压筒之间产生相对滑动相对滑动，存在很大的，存在很
5、大的有害外摩擦（基本特征）；有害外摩擦（基本特征）；挤压力大，能耗高；挤压力大，能耗高；金属流动不均匀，制品组织性能不均匀；金属流动不均匀，制品组织性能不均匀；强烈的摩擦发热限制了挤压速度的提高，加剧了模具强烈的摩擦发热限制了挤压速度的提高，加剧了模具的磨损，降低了生产率和产品表面质量。的磨损，降低了生产率和产品表面质量。挤压时更换模具简单、迅速，所需辅助时间少。挤压时更换模具简单、迅速，所需辅助时间少。挤压成型基本方法的特点挤压成型基本方法的特点 正挤压正挤压金属流动方向与挤压轴的运动方向金属流动方向与挤压轴的运动方向。反挤压特点：反挤压特点：反挤压时金属坯料与挤压筒壁之间反挤压时金属坯料与
6、挤压筒壁之间无相对滑动无相对滑动；挤压力小，一般比正挤降低挤压力小，一般比正挤降低30304040，能耗低；，能耗低；金属流动主要集中在模孔附近的领域，制品的组织性金属流动主要集中在模孔附近的领域，制品的组织性能沿长度是均匀的；能沿长度是均匀的；操作较为复杂，间隙时间较正挤压长，且制品质量的操作较为复杂，间隙时间较正挤压长，且制品质量的稳定性不足。稳定性不足。反挤压反挤压金属流动方向与挤压轴运动方向金属流动方向与挤压轴运动方向。金属流动方向与挤压轴运动方向垂直，又称横向挤压。金属流动方向与挤压轴运动方向垂直，又称横向挤压。侧挤压特点：侧挤压特点：挤压模与坯料轴线成挤压模与坯料轴线成9090角角
7、,将使制品纵向力学性能差将使制品纵向力学性能差异最小；变形程度较大，挤压比可达异最小；变形程度较大，挤压比可达100100；制品强度高；制品强度高；要求模具和工具具有高的强度及刚度。要求模具和工具具有高的强度及刚度。侧向挤压在侧向挤压在电缆包铅套电缆包铅套和和铝套铝套上应用最广泛。上应用最广泛。侧向挤压侧向挤压 采用连续挤压机，在压力和摩擦力的作用采用连续挤压机，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机，获得无限长下，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。制品的挤压方法。冷挤压时金属沿挤压杆和挤压筒之间的冷挤压时金属沿挤压杆和挤压筒之间的空间以及挤压模孔两个相
8、反方向同时流动的挤压方法。空间以及挤压模孔两个相反方向同时流动的挤压方法。利用封闭在挤压筒内坯料周围的高压液利用封闭在挤压筒内坯料周围的高压液体体,迫使坯料产生塑性变形，并从模孔中挤出的加工方迫使坯料产生塑性变形，并从模孔中挤出的加工方法。法。连续挤压连续挤压 静液挤压静液挤压 复合挤压复合挤压挤压成型过程挤压成型过程 包括包括开始挤压开始挤压、基本挤压基本挤压和和终了挤压终了挤压三个阶段三个阶段v开始挤压阶段开始挤压阶段 挤压初始锭坯与挤压筒存在间隙，锭坯在挤压轴的挤压初始锭坯与挤压筒存在间隙，锭坯在挤压轴的压力作用下发生鼓形变形而形成封闭空间，随后金压力作用下发生鼓形变形而形成封闭空间，随
9、后金属向间隙处流动充满挤压筒，同时部分金属流入模属向间隙处流动充满挤压筒，同时部分金属流入模孔，这一阶段为开始挤压阶段，又称孔，这一阶段为开始挤压阶段，又称充填挤压阶段充填挤压阶段。3.1.2 挤压成型过程挤压成型过程v基本挤压阶段基本挤压阶段 开始挤压阶段完成后，锭坯在挤压轴的压力作用下，开始挤压阶段完成后，锭坯在挤压轴的压力作用下，由模孔流出形成制品，直至筒内锭坯长度接近变形由模孔流出形成制品，直至筒内锭坯长度接近变形区压缩锥高度，这一阶段为基本挤压阶段，又称区压缩锥高度，这一阶段为基本挤压阶段，又称平平流挤压阶段流挤压阶段。挤压过程中，锭坯任一横截面上的金属质点皆以相挤压过程中，锭坯任一
10、横截面上的金属质点皆以相同速度或一定的速度差流入变形区压缩锥。同速度或一定的速度差流入变形区压缩锥。v终了挤压阶段终了挤压阶段 筒内锭坯长度接近变形区压缩锥高度的挤压阶段，筒内锭坯长度接近变形区压缩锥高度的挤压阶段，这一阶段锭坯的外层金属向中心剧烈流动，两个这一阶段锭坯的外层金属向中心剧烈流动，两个难变形区中的金属向模孔流动，形成挤压所特有难变形区中的金属向模孔流动，形成挤压所特有的的“挤压缩尾挤压缩尾”。有：有：中心缩尾、环形缩尾和皮下缩尾中心缩尾、环形缩尾和皮下缩尾三种类型。三种类型。采取采取“压余压余”措施：措施：留一部分金属在挤压筒内不全部挤出，留一部分金属在挤压筒内不全部挤出，使缩尾
11、不流入制品中。使缩尾不流入制品中。挤压工具包括：挤压工具包括：模子、挤压轴、挤压筒、模子、挤压轴、挤压筒、挤压垫、穿挤压垫、穿孔针、模支撑、模垫、支撑环、冲头、针座等孔针、模支撑、模垫、支撑环、冲头、针座等1.1.模子模子挤压模是使金属产生塑性变形并获得模孔形状尺寸的最重要挤压模是使金属产生塑性变形并获得模孔形状尺寸的最重要的工具。的工具。作用：作用：使金属产生塑性变形并获使金属产生塑性变形并获 得模孔形状和尺寸。得模孔形状和尺寸。基本类型：基本类型：平模和锥模平模和锥模 3.1.3 挤压成型工具挤压成型工具1)1)模角模角v模子轴线与其工作端面的夹角；模子轴线与其工作端面的夹角；v=90=9
12、0为平模；为平模；v从挤压力的角度，合理模角为从挤压力的角度，合理模角为4545 6060；v从保证产品质量的角度，合理模角为从保证产品质量的角度，合理模角为55557070v通常取通常取6060 6565 由4个部分组成，即入口锥、工作锥、定径带、出口锥。挤压筒长度Lt（L+l）+t+s二次挤压用毛坯 可不限。DdH-dh挤压模与坯料轴线成90角,将使制品纵向力学性能差异最小；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。拉拔棒材的直径：380mmDdH-dh坯料准备包括坯料材质、种类、规格的选择和检查，表面处理和预先热处理（如预退火、均匀化退火等）。1)
13、拉拔制品形状和尺寸精确、表面光洁Ra0.温挤压、冷挤压-（在机械工业应用）卧式挤压机挤压轴工作长度等于挤压筒长度加5mm余量。实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。最小值应保证挤压轴的强度。包括开始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段作用是在拉拔时使润滑剂便于进入模孔，保证制品充分润滑和冷却，防止制品表面划伤。出口直径不能过小，否则易划伤制品表面。要求模具和工具具有高的强度及刚度。F0、F为材料拉伸前、后的横截面积；S=SH-Sh2)2)定径带及定径带长度定径带及定径带长度h hd dv模子中用于保证制品的尺寸和表面质量的工作段称模子中用于保证制品的尺寸和表面质量的工作段称为定径带，又称工作带。
14、为定径带，又称工作带。v定径带长度主要影响制品的表面质量和形状精度，定径带长度主要影响制品的表面质量和形状精度，通常根据材质和规格采用经验法选取。通常根据材质和规格采用经验法选取。v定径带长度过短定径带长度过短,模子易磨损模子易磨损,制品产生压痕和椭圆制品产生压痕和椭圆.v定径带长度过长定径带长度过长,易粘结金属易粘结金属,制品产生毛刺和麻面制品产生毛刺和麻面.3)3)定径带直径定径带直径d dd dv根据制品尺寸及偏差、模子裕量系数、模子的寿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命确定定径带直径d dd d。4)4)出口直径出口直径d dc cv模子的出口段主要作用是导出
15、制品。模子的出口段主要作用是导出制品。v出口直径不能过小，否则易划伤制品表面。出口直径不能过小，否则易划伤制品表面。v一般一般d dc c d dd d 取取3 35mm5mm，薄壁管材取，薄壁管材取101020mm20mm2.2.挤压轴挤压轴v作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形从模孔中流出。从模孔中流出。v挤压轴直径根据挤压轴的抗压强度和压弯稳定性进挤压轴直径根据挤压轴的抗压强度和压弯稳定性进行计算确定。行计算确定。v一般，卧式挤压机挤压轴比挤压筒内径小一般，卧式挤压机挤压轴比挤压筒内径小4 410mm10mm 立式挤压机挤压轴比挤压筒内
16、径小立式挤压机挤压轴比挤压筒内径小2 23mm3mm。v卧式挤压机挤压轴工作长度等于挤压筒长度加卧式挤压机挤压轴工作长度等于挤压筒长度加5mm5mm余量。余量。3.3.挤压筒挤压筒v作用：作用：使锭坯产生塑性变形，并向模孔流动。使锭坯产生塑性变形，并向模孔流动。v挤压筒内径根据制品的变形抗力、挤压比和挤压力挤压筒内径根据制品的变形抗力、挤压比和挤压力确定。确定。v挤压筒内径最大值应保证单位挤压压力不小于金属挤压筒内径最大值应保证单位挤压压力不小于金属的变形抗力；的变形抗力；最小值应保证挤压轴的强度。最小值应保证挤压轴的强度。v挤压筒挤压筒长度长度L Lt t （L+lL+l）+t+s+t+s
17、LL锭坯的最大长度；锭坯的最大长度；ll长度为锭坯穿孔时金属向后流动增加的；长度为锭坯穿孔时金属向后流动增加的；tt模子进入挤压筒的深度；模子进入挤压筒的深度；ss垫片厚度。垫片厚度。v挤压比：挤压比：挤压筒与模孔断面面积的比，挤压筒与模孔断面面积的比，F F0 0F F 通常挤压比为通常挤压比为6 6100100，一次挤压的棒、型材一次挤压的棒、型材 10,10,锻造用毛坯锻造用毛坯 5 5，二次挤压用毛坯二次挤压用毛坯 可不限。可不限。q基本工艺流程基本工艺流程 坯料准备坯料准备加热加热挤压成型挤压成型精整精整检验检验入库入库 精整主要包括：热处理、矫直、剪切等。精整主要包括：热处理、矫直
18、、剪切等。由于材质、坯料种类、制品品种以及挤压方式的不由于材质、坯料种类、制品品种以及挤压方式的不同，其工艺流程有所区别。同，其工艺流程有所区别。3.1.4 挤压成型工艺挤压成型工艺q挤压工艺参数挤压工艺参数 坯料准备坯料准备包括坯料材质、种类、规格的选择和检包括坯料材质、种类、规格的选择和检查，表面处理和预先热处理（如预退火、均匀化退查，表面处理和预先热处理（如预退火、均匀化退火等）。火等）。挤压速度挤压速度V V挤挤金属流出速度金属流出速度V V流流 VV挤挤 变形速度变形速度最大主变形与变形时间之比，也称应最大主变形与变形时间之比，也称应 变速度。变速度。q挤压工艺参数挤压工艺参数 挤压
19、温度挤压温度根据三图根据三图“合金状态图、塑性图、再结晶图合金状态图、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。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由于挤压变形热效应大，一般挤压温度比热轧的温度低些。度低些。挤压比挤压筒与模孔断面面积的比，挤压比挤压筒与模孔断面面积的比，F F0 0F F 挤压润滑挤压润滑:润滑目的润滑目的为了使挤压时金属流动均匀，提高制品表面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，减少能量质量，延长挤
20、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。消耗，在挤压时应对挤压筒、挤压模、穿孔针进行润滑。挤压铝合金使用的润滑剂：挤压铝合金使用的润滑剂：汽缸油石墨等汽缸油石墨等 挤压重金属使用的润滑剂：挤压重金属使用的润滑剂：45号机油片状石墨等号机油片状石墨等 挤压钢、镍、钛等合金时目前大多采用挤压钢、镍、钛等合金时目前大多采用玻璃润滑剂玻璃润滑剂。q是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）在外加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同的实
21、心或空心制品的塑性成型方法，称之为拉拔。塑性成型方法，称之为拉拔。q通常以轧制材、挤压材和锻压材为坯料。通常以轧制材、挤压材和锻压材为坯料。q多用于冷加工多用于冷加工丝丝、棒和管材棒和管材，可生产，可生产极细的金属丝极细的金属丝和和毛细管毛细管。拉拔丝的直径：拉拔丝的直径：6 60.001mm0.001mm；拉拔棒材的直径：；拉拔棒材的直径：3 380mm 80mm 拉拔管材外径：拉拔管材外径：2002000.1mm0.1mm，壁厚最薄到，壁厚最薄到0.01mm0.01mm 3.2.1 拉拔成型的特点和基本方法拉拔成型的特点和基本方法变形程度较大，挤压比可达100；对于管材可用减径量(D)或减
22、壁量(S)表示：温挤压、冷挤压-（在机械工业应用）4)道次变形率小，成型道次多，酸洗、退火工序多，成材率较低;DdH-dh空心材拉拔主要包括管材、空心异型材拉拔。侧向挤压在电缆包铅套和铝套上应用最广泛。通过芯杆将芯头固定在模孔适当的位置，使管坯通过模孔以实现减径和减壁。精整主要包括：热处理、矫直、剪切等。坯料准备酸洗轧头拉拔退火酸洗精整检验入库空心管材拉拔的基本方法金属流动方向与挤压轴运动方向相反。操作较为复杂，间隙时间较正挤压长，且制品质量的稳定性不足。模子的出口段主要作用是导出制品。作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形从模孔中流出。挤压力小，一般比正挤降低3040，能耗低；作用是保
23、证制品获得精确的尺寸和形状。金属与工模具间摩擦系数大,金属在变形区内流动不均匀,产品组织性能沿长度和断面上不均匀；1)拉拔制品形状和尺寸精确、表面光洁Ra0.设备投资少，厂房面积小;q拉拔加工方法按制品种类分为拉拔加工方法按制品种类分为实心材实心材拉拔和拉拔和空心材空心材拉拔。拉拔。q实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。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圆管及异型管材的拉拔。空心材拉拔主要包括圆管及异型管材的拉拔。拉拔示意图拉拔示意图 典型拉拔异型材的横截面形状典型拉拔异型材的横截面形状 1)1)拉拔制品形状和尺寸精确、表面光洁拉拔制品形状和尺寸精确、表面光洁Ra0
24、.01Ra0.01微米微米;2)2)投资小，生产工具和设备简单，操作维护方便投资小，生产工具和设备简单，操作维护方便;3)3)制品强度较高制品强度较高;4)4)道次变形率小，成型道次多，酸洗、退火工序多，道次变形率小，成型道次多，酸洗、退火工序多，成材率较低成材率较低;5)5)适于生产小断面的长线制品，生产可实现连续化和适于生产小断面的长线制品，生产可实现连续化和高速化。高速化。拉拔成型的特点拉拔成型的特点 按制品截面形状分为：按制品截面形状分为：q实心材拉拔主要有实心材拉拔主要有棒材棒材、型材型材、线材线材的拉拔。的拉拔。q空心材拉拔主要包括空心材拉拔主要包括管材管材、空心异型材空心异型材拉
25、拔。拉拔。管材拉拔的基本方法管材拉拔的基本方法空拉、长芯杆拉拔、固定空拉、长芯杆拉拔、固定芯头拉拔、游动芯头拉拔、顶管法、扩径拉拔。芯头拉拔、游动芯头拉拔、顶管法、扩径拉拔。拉拔成型的基本方法拉拔成型的基本方法 空心管材拉拔的基本方法空心管材拉拔的基本方法 （a a）空拉；（空拉；（b b）长芯杆拉拔；（长芯杆拉拔；（c c）固定芯头拉拔；固定芯头拉拔；（d d）游动芯头拉拔；游动芯头拉拔；（e e）顶管；（顶管；（f f）扩径拉拔扩径拉拔q空拉空拉 管坯内无芯头或芯杆的拉拔称为空拉。管坯内无芯头或芯杆的拉拔称为空拉。管坯通过模孔后外径减小，壁厚一般略有变化。管坯通过模孔后外径减小，壁厚一般略
26、有变化。空拉适合于小直径圆管材、异型管材、盘管拉拔，空拉适合于小直径圆管材、异型管材、盘管拉拔，以及以及减径量很小减径量很小的减径拉拔与整形拉拔。的减径拉拔与整形拉拔。q长芯杆拉拔长芯杆拉拔v拉拔时在管坯内套入长芯杆，使管坯和芯杆同时拉拔时在管坯内套入长芯杆，使管坯和芯杆同时通过模孔以实现减径和减壁。通过模孔以实现减径和减壁。长芯杆拉拔主要用于薄壁管或塑性较差的钨、钼长芯杆拉拔主要用于薄壁管或塑性较差的钨、钼类管材的加工，一般管材生产中较少采用类管材的加工，一般管材生产中较少采用。q固定芯头拉拔（短芯头拉拔）固定芯头拉拔（短芯头拉拔）v通过芯杆将芯头固定在模孔适当的位置，使管坯通通过芯杆将芯头
27、固定在模孔适当的位置，使管坯通过模孔以实现减径和减壁。过模孔以实现减径和减壁。固定芯头拉拔管材的内表面质量比空拉时好。固定芯头拉拔管材的内表面质量比空拉时好。在实际管材生产中应用最广泛。在实际管材生产中应用最广泛。q游动芯头拉拔游动芯头拉拔v在拉拔过程中，芯头依靠本身特有的外形所建立的力在拉拔过程中，芯头依靠本身特有的外形所建立的力平衡而被稳定在模孔中，使管坯通过模孔以实现减径平衡而被稳定在模孔中，使管坯通过模孔以实现减径和减壁。和减壁。该法是管材拉拔中较为先进的一种方法，特别适合于该法是管材拉拔中较为先进的一种方法，特别适合于长管与盘管拉拔，对于提高拉拔生产率、成品率和管长管与盘管拉拔，对于
28、提高拉拔生产率、成品率和管材内表面质量均十分有利。材内表面质量均十分有利。但与固定短芯头拉拔相比，游动芯头拉拔的工艺条件但与固定短芯头拉拔相比，游动芯头拉拔的工艺条件与技术水平要求较高。与技术水平要求较高。q顶管法顶管法v将芯杆套入带底的管坯中，对芯杆施加推力迫使管将芯杆套入带底的管坯中，对芯杆施加推力迫使管坯通过模孔而实现减径、减壁。坯通过模孔而实现减径、减壁。v常用于生产难熔金属和贵金属短管材。常用于生产难熔金属和贵金属短管材。主要用于主要用于300300400mm400mm以上大直径管材的生产。以上大直径管材的生产。作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形从模孔中流出。空心管材拉拔的
29、基本方法作用是防止模子定径带剥落和划伤制品表面。作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形从模孔中流出。实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。变形程度较大，挤压比可达100；F0、F为材料拉伸前、后的横截面积；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机，获得无限长制品的挤压方法。要求模具和工具具有高的强度及刚度。金属流动不均匀，制品组织性能不均匀；按润滑状态：玻璃润滑挤压、静液挤压模子中用于保证制品的尺寸和表面质量的工作段称为定径带，又称工作带。包括开始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段包括开始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段空心材拉拔主要包括圆管及异型管材的拉拔
30、。作用：与模孔形成环形空间，实现减壁和确定管材内径尺寸，并加工整平管材内径面。坯料准备包括坯料材质、种类、规格的选择和检查，表面处理和预先热处理（如预退火、均匀化退火等）。模子轴线与其工作端面的夹角；挤压时更换模具简单、迅速，所需辅助时间少。金属流动不均匀，制品组织性能不均匀；q扩径拉拔扩径拉拔v将管坯的一端固定，套入一端带有直径大于管坯内将管坯的一端固定，套入一端带有直径大于管坯内径芯头的芯杆，拉拔力施加在芯杆上，拉拔时管坯径芯头的芯杆，拉拔力施加在芯杆上，拉拔时管坯直径增大，壁厚和长度减小。直径增大，壁厚和长度减小。主要用于设备能力受到限制而不能生产大直径管材主要用于设备能力受到限制而不能
31、生产大直径管材的生产工序。的生产工序。拉拔一般在冷状态下进行，对强度高、塑性差的合拉拔一般在冷状态下进行，对强度高、塑性差的合金钢和钼、铍、钨等采用金钢和钼、铍、钨等采用温拔温拔和和热拔热拔。对于具有六方晶格的锌、镁合金为提高塑性也采用对于具有六方晶格的锌、镁合金为提高塑性也采用温拔。温拔。v拉拔工具主要指：拉模（模子）、芯头拉拔工具主要指：拉模（模子）、芯头/芯杆芯杆1.1.模子模子1)1)作用：使金属产生塑性变形并获得模孔形状和尺寸。作用：使金属产生塑性变形并获得模孔形状和尺寸。2)2)基本类型：普通拉模和圆弧拉模基本类型：普通拉模和圆弧拉模3)3)普通拉模的结构：普通拉模的结构：由由4
32、4个部分组成，即入口锥、工作锥、定径带、出个部分组成，即入口锥、工作锥、定径带、出口锥。口锥。3.2.2 拉拔成型工具拉拔成型工具 模子的结构模子的结构4)4)入口锥入口锥v作用是在拉拔时使润滑剂便于进入模孔，保证制品充作用是在拉拔时使润滑剂便于进入模孔，保证制品充分润滑和冷却，防止制品表面划伤。分润滑和冷却，防止制品表面划伤。5)5)工作锥（压缩锥、变形区）工作锥（压缩锥、变形区）v作用是使金属产生径向压缩和长度方向拉伸变形。作用是使金属产生径向压缩和长度方向拉伸变形。6)6)定径带定径带v作用是保证制品获得精确的尺寸和形状。作用是保证制品获得精确的尺寸和形状。7)7)出口锥出口锥v作用是防
33、止模子定径带剥落和划伤制品表面。作用是防止模子定径带剥落和划伤制品表面。2.2.芯头芯头/芯杆芯杆v是管材拉拔时的配套工具，拉拔中处于管材中心。是管材拉拔时的配套工具，拉拔中处于管材中心。v作用：与模孔形成环形空间，实现减壁和确定管材作用：与模孔形成环形空间，实现减壁和确定管材内径尺寸，并加工整平管材内径面。内径尺寸，并加工整平管材内径面。v常用的型式：常用的型式：固定芯头、游动芯头、芯杆（芯棒）固定芯头、游动芯头、芯杆（芯棒）一般坯料需要经过几次拉拔才能获得所需要的外形一般坯料需要经过几次拉拔才能获得所需要的外形尺寸、力学性能和表面质量的优良制品。尺寸、力学性能和表面质量的优良制品。生产工艺
34、流程生产工艺流程属于冷加工属于冷加工坯料准备坯料准备酸洗酸洗轧头轧头拉拔拉拔退火退火酸洗酸洗精整精整检验检验入库入库 3.2.3 拉拔成型工艺拉拔成型工艺工艺参数工艺参数1.1.变形量变形量用延伸系数表示，即用延伸系数表示，即 l lL LF F0 0F F，F F0 0、F F为材料拉伸前、后的横截面积；为材料拉伸前、后的横截面积；L L、l l为材料拉伸前、后的长度。为材料拉伸前、后的长度。通常通常 =1.5=1.52.22.2。拉拔管材外径：2000.金属损失大,成材率低,且工具消耗大,生产成本高;作用是防止模子定径带剥落和划伤制品表面。实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。冷挤压也用
35、于生产机械零件。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。尺寸、力学性能和表面质量的优良制品。通常以轧制材、挤压材和锻压材为坯料。4)道次变形率小，成型道次多，酸洗、退火工序多，成材率较低;实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。坯料准备包括坯料材质、种类、规格的选择和检查，表面处理和预先热处理（如预退火、均匀化退火等）。包括开始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段通过芯杆将芯头固定在模孔适当的位置，使管坯通过模孔以实现减径和减壁。拉拔时在管坯内套入长芯杆，使管坯和芯杆同时通过模孔以实现减径和减壁。设备
36、投资少，厂房面积小;变形程度较大，挤压比可达100；挤压力小，一般比正挤降低3040，能耗低；F0、F为材料拉伸前、后的横截面积；挤压速度V挤金属流出速度V流 V挤1)拉拔制品形状和尺寸精确、表面光洁Ra0.通过芯杆将芯头固定在模孔适当的位置，使管坯通过模孔以实现减径和减壁。挤压模与坯料轴线成90角,将使制品纵向力学性能差异最小；实心材拉拔主要有棒材、型材、线材的拉拔。金属流动方向与挤压轴的运动方向相同。l长度为锭坯穿孔时金属向后流动增加的；反挤压时金属坯料与挤压筒壁之间无相对滑动；1 挤压成型的特点和基本方法作用是在拉拔时使润滑剂便于进入模孔，保证制品充分润滑和冷却，防止制品表面划伤。包括开
37、始挤压、基本挤压和终了挤压三个阶段金属流动方向与挤压轴运动方向垂直，又称横向挤压。操作较为复杂，间隙时间较正挤压长，且制品质量的稳定性不足。作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形从模孔中流出。二次挤压用毛坯 可不限。1 拉拔成型的特点和基本方法操作较为复杂，间隙时间较正挤压长，且制品质量的稳定性不足。生产工艺流程属于冷加工1 拉拔成型的特点和基本方法典型挤压材的横截面形状变形程度较大，挤压比可达100；空心材拉拔主要包括管材、空心异型材拉拔。按制品种类：管材挤压、棒材挤压、型材挤压拉拔棒材的直径：380mm作用是防止模子定径带剥落和划伤制品表面。作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变
38、形从模孔中流出。作用是在拉拔时使润滑剂便于进入模孔，保证制品充分润滑和冷却，防止制品表面划伤。得模孔形状和尺寸。作用：将挤压力传递到金属体，使之产生塑性变形从模孔中流出。2)定径带及定径带长度hd在拉拔过程中，芯头依靠本身特有的外形所建立的力平衡而被稳定在模孔中，使管坯通过模孔以实现减径和减壁。F0、F为材料拉伸前、后的横截面积；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。拉拔加工方法按制品种类分为实心材拉拔和空心材拉拔。拉拔棒材的直径：380mm按润滑状态：玻璃润滑挤压、静液挤压模子的出口段
39、主要作用是导出制品。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。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机，获得无限长制品的挤压方法。拉拔管材外径：2000.挤压模与坯料轴线成90角,将使制品纵向力学性能差异最小；L锭坯的最大长度；1.1.变形量变形量 对于管材可用减径量对于管材可用减径量(D)D)或减壁量或减壁量(S)S)表示：表示：D Dd dH H-d-dh h S=SS=SH H-S-Sh h d dH H、d dh h和和S SH H、S Sh h分别为减径和减壁前后之内径和分别为减径和减壁前后之内径和 壁厚。壁厚。
