【正文】 。加熱元件一般布置在外襯套中，在強(qiáng)度允許的情況下，布置在中套中較有力，可使斷面溫度分布均勻；也有用 電阻元件 由筒外加熱的；也可用 煤氣或熱的坯料 由筒內(nèi)加熱的；還有將筒放在 加熱爐 中加熱的。 預(yù)熱溫度過(guò)高，耐熱合金鋼強(qiáng)度損失太大。 模座模2） 預(yù)熱 目的 ： a 減小坯料的溫降、改善坯料的溫度分布，進(jìn)而使流動(dòng)均勻； b 避免筒受劇烈的熱沖擊，延長(zhǎng)其使用壽命。圓柱形襯加工容易，但更換困難；錐形襯加工困難，但更換容易；帶止口襯與圓柱形襯基本相同，只是熱裝時(shí)依靠止口自動(dòng)找準(zhǔn)。 外套中套內(nèi)套作用：容納金屬。模角應(yīng)力平模擠壓時(shí)形成死區(qū)，模角取 60176。 模角逐漸增大過(guò)程中，一方面彎曲變形增大，導(dǎo)致擠壓力升高；另一方面摩擦面減小，導(dǎo)致擠壓力減小，結(jié)果存在一最佳模角，使擠壓力最小。 擠壓力 是制訂工藝、選擇設(shè)備、校核工具強(qiáng)度的依據(jù)。 D 防止 措施 a 使擠壓不處于末期 如留壓余（壓余長(zhǎng)度一般為錠徑的 10－ 30％）、 半連續(xù)擠壓； b 使 變形均勻，金屬不產(chǎn)生回流，主要措施是制訂合理的工藝參數(shù)，如潤(rùn)滑、錐模擠壓、低溫?cái)D壓、提高工具表面光潔度等； c 提 高坯料表面質(zhì)量 如機(jī)加工、加熱時(shí)盡量減少氧化、熱剝皮、 脫皮擠壓 等。難變形區(qū) C 皮 下縮尾 a 特征 分布在制品尾部 周邊 部位，沒(méi)有規(guī)律性。由于外層金屬含有氧化皮、油污等臟物，流入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊合，形成中心縮尾。難變形區(qū) B 中 心縮尾 a 特征 分布在制品尾部 中心 部位，短而粗，呈漏斗狀，一般留在壓余內(nèi)，只有在大規(guī)格制品、壓余又薄時(shí)才能觀察到。由于外層金屬含有氧化皮、油污等臟物，流入制品內(nèi)部與基體金屬不能焊合，形成環(huán)形縮尾。 縮尾依其存在的部位可分為以下三種： 環(huán)形縮尾 中心縮尾 皮下縮尾 A 環(huán) 形縮尾 a 特征 分布在制品尾部 中間 部位，呈完整的圓環(huán)或部分圓環(huán)，一般在 200－ 1000mm內(nèi)。2） 擠 壓縮尾 又稱擠壓縮孔，是出現(xiàn)在制品 尾部 的一種缺陷，是指擠壓過(guò)程中，坯料表面的缺陷（氧化物、偏析瘤、雜質(zhì)、油污等）進(jìn)入制品內(nèi)部或出現(xiàn)在制品的表明層，而形成的一種 漏斗狀 、 環(huán)狀 、 半環(huán)狀 的疏松組織缺陷。 隨著變形的進(jìn)行，合金又會(huì)由于拉副應(yīng)力的產(chǎn)生而形成裂紋，因而裂紋呈周期性分布。由于在表面的拉副應(yīng)力最大，故裂紋首先在表面產(chǎn)生。 裂紋一般出現(xiàn)在高溫塑性差 的合金中，如錫磷青銅、錫黃銅、硬鋁等合金。粗晶與擠壓效應(yīng)總結(jié) ： 均出現(xiàn)在含 Mn、 Cr元素的鋁合金中； 粗晶出現(xiàn)在外層， 擠壓效應(yīng)出現(xiàn)在內(nèi)層； 粗晶產(chǎn)生的根本原因是發(fā)生了集聚再結(jié)晶； 擠壓效應(yīng)產(chǎn)生的根本原因是未發(fā)生再結(jié)晶。 c 與 強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)有關(guān) 擠壓時(shí)強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)使晶界、晶內(nèi)破壞較少，有利于缺陷的愈合，使強(qiáng)度升高。 b 與合金成分有關(guān) 出現(xiàn)擠壓效應(yīng)的合金也都含 Mn、 Cr元素，由于擠壓時(shí)中心質(zhì)點(diǎn)流速快，因此 內(nèi)部產(chǎn)生壓副應(yīng)力 ，不利于 Mn、 Cr元素的析出，使再結(jié)晶溫度升高，可認(rèn)為 擠壓后制品內(nèi)部是過(guò)飽和的、未再結(jié)晶的加工組織 。 易出現(xiàn)擠壓效應(yīng)的合金：鍛鋁、硬鋁 A 特 征 出現(xiàn)在制品 內(nèi)部 （外部因粗晶環(huán)而消失）；組織是 未再結(jié)晶 的加工組織。因此 擠壓時(shí)變形程度應(yīng)80％。擠制品的性 能1） 擠制品性能的不均性 a 制 品前端、內(nèi)部強(qiáng)度低、塑性高；后端、外層相反；（純鋁、軟鋁分布規(guī)律相反） b 各 向異性，縱向性能高于橫向性能； c 性 能差異隨變形程度不同而不同。 擠壓后淬火時(shí)，為了得到均勻的單相固溶體組織，加熱溫度高、時(shí)間長(zhǎng)，在這種條件下，析出的第二相重新溶入基體，阻礙晶粒長(zhǎng)大的作用消失，因此一次再結(jié)晶后的晶粒吞并周?chē)木Я２⒀杆匍L(zhǎng)大，形成粗晶組織。 b 與合金成分有關(guān) 易出現(xiàn)粗晶環(huán)的合金中均含有 Mn、 Cr等過(guò)渡族元素，這些元素的特點(diǎn)是：溶入基體中能提高再結(jié)晶溫度，以第二相如 MnAl CrAl7在 晶界析出時(shí)能阻礙晶粒長(zhǎng)大。 鑄造組織細(xì)晶組織粗晶組織死區(qū)粗晶組織細(xì)晶組織 B 形成機(jī)理 出現(xiàn)粗晶組織的根本原因是在擠壓時(shí)或在擠壓后的淬火時(shí)發(fā)生了 集聚再結(jié)晶 ，因此凡是能降低再結(jié)晶溫度、促進(jìn)再結(jié)晶過(guò)程的因素均易導(dǎo)致粗晶環(huán)。 易出現(xiàn)粗晶組織的主要是某些鋁合金，如 純鋁 、 軟鋁在擠壓后即出現(xiàn)；而 鍛鋁 、 硬鋁 在擠壓后的淬火時(shí)出現(xiàn)。 D 防止措施 a 主要從鑄錠著手，如降低冷卻強(qiáng)度以縮小柱狀晶區(qū)，分散雜質(zhì)； b 增大變形程 度，以增加紊流區(qū)，進(jìn)而破壞雜質(zhì)膜。 C 對(duì)性能的影響 對(duì)縱向性能影響不大，使橫向性能顯著下降。 c 與鑄造條件有關(guān) 冷卻速度大，柱狀晶明顯，缺陷、夾雜物易集中分布，層狀組織明顯；反之不明顯。2） 擠制 品的層狀組織 A 特征 斷口呈現(xiàn)出與木質(zhì)折斷后相似的形貌，分層的斷口凸凹不平并帶有裂紋；分層面近似平行于軸線；一般出現(xiàn)在前端。 c 合金在相變溫度下變形，會(huì)引起組織不均。三、擠制品的組織、性能和主要缺陷擠 制品的組織1） 擠 制品組織的不均勻性 A 特征 一 般情況，前端、中心晶粒粗大，后端、邊部晶粒細(xì)小。但當(dāng)變形程度增加到一定程度時(shí)，剪切變形深入到內(nèi)部，變形向均勻方向轉(zhuǎn)化。 平模錐模墊片 主要有平、凸、凹三種，凹?jí)|片流動(dòng)均勻，但僅在擠壓初期有作用，同時(shí)由于加工、切壓余困難，實(shí)際中除了在半連續(xù)擠壓中外，還是采用平墊片。（使錠溫度分布均勻）模 主要有平模（ ）和錐模（ ），模角越大，流動(dòng)越不均勻，平模擠壓時(shí)流動(dòng)最不均勻（死區(qū)大，摩擦大；彎曲（剪切）變形大）。 坯料溫度高，流動(dòng)不均勻 。 潤(rùn)滑 時(shí)摩擦力小，金屬 流動(dòng)均勻 ； 2） 金 屬?gòu)?qiáng)度 強(qiáng)度高流動(dòng)均勻 。 ））軸 筒 墊片 坯料 制品模模座穿孔針?lè)?擠壓時(shí)金屬流動(dòng)的特點(diǎn) 1） 變 形區(qū)小且集中在模孔附近，金屬流動(dòng)均勻； 2） 死 區(qū)小，制品表面質(zhì)量差； 3） 擠 壓力小且在基本擠壓階段不變。正擠管材時(shí)金屬流動(dòng)的特點(diǎn) 1） 金屬流動(dòng)比擠壓棒材時(shí)均勻。 主要特征 ： A 擠 壓力升高；（死區(qū)參與流動(dòng)、溫度低） B 金 屬?gòu)较蛄魉僭黾?，金屬回流（紊流）（維持體積不變規(guī)律）。 劇烈滑移會(huì)導(dǎo)致晶粒過(guò)渡破碎，易導(dǎo)致制品表面出現(xiàn)微裂紋和組織粗大（粗晶環(huán)），導(dǎo)致制品性能下降。 ③ 在變形區(qū)中，有一個(gè) 劇烈滑移區(qū) ，處于死區(qū)和快速流動(dòng)區(qū)之間。 影響死區(qū)大小的因素：模角、摩擦、擠壓溫度等，隨這些參數(shù)的增大，死區(qū)增大，如平模擠壓時(shí)死區(qū)大。 死區(qū)在基本擠壓階段基本不參與流動(dòng) 。 變形規(guī)律總結(jié) ： 徑向上：外層大，中心?。? 軸向上：后端大，前端小； 變形差異：由前向后逐漸增加； 流動(dòng)速度：中心大，外層小； 總體看流動(dòng)平穩(wěn)（層流）。 c 制 品的網(wǎng)格也有畸變，表現(xiàn)在： ① 橫向線的彎曲程度以及彎曲頂點(diǎn)的間距由前向后逐漸增大，說(shuō)明 變形 （延伸變形和剪切變形） 由前向后逐漸增大 。 b 在 變形區(qū)中，橫向網(wǎng)格的中心朝前，且越接近模孔彎曲越大，說(shuō)明 中心質(zhì)點(diǎn)的流速大于外層質(zhì)點(diǎn)的流速 ，且差異越接近模孔越大。 a 縱 向網(wǎng)格在進(jìn)、出?？装l(fā)生方向相反的兩次彎曲，彎曲程度由內(nèi)向外逐漸增大，說(shuō)明變形是不均勻的。 實(shí)際上，在 區(qū)有： Ⅰ Ⅱ Ⅰ在 區(qū)有：Ⅱ 軸向應(yīng)力分布規(guī)律 ： 軸向上：由前向后逐漸增大； 徑向上：由中心向邊部逐漸增大。 B 應(yīng) 力分析 NNNT 外力 ：擠壓力 P ；筒、模的反力 N ；筒、模、墊片與坯料間的摩擦力 T 。2）基本擠壓階段 金屬?gòu)哪？字辛鞒龅藉V坯長(zhǎng)度等于變形區(qū)高度的階段，又稱平流擠壓階段。否則變形不均出現(xiàn)鼓形，甚至失穩(wěn)彎曲，導(dǎo)致封閉在模、筒交界處的空氣壓入表面微裂紋中，出模后若焊合則形成氣泡，若未焊合則出現(xiàn)起皮缺陷。 E 填充階段 應(yīng)注意的問(wèn)題 a 盡量減小變形量（錠坯與擠壓筒的間隙），否則易造成：