铝合金消音碗毛坯冷挤压成形工艺设计 - 图文(2)

重庆工商大学毕业设计说明书

分金属，保持原状，不产生塑性变形；当凸模再继续下行到坯料底厚小于此界限尺寸时，在此底厚内的全部金属材料皆产生流动，成为如图4c所示的非稳定变形状态，图中D表示金属“死区”。反挤压变形区的应力状态与应变状态见图5b。

a）变形前 b）稳定变形 c）非稳定变形

图4 反挤压变形的网格图

a）变形分区 b）变形区应力应变

图5 反挤压变形分区

由图可以看出，反挤压时内壁的变形程度大于外壁。同时，强烈变形区的金属一旦达到筒壁后，就不再继续变形，仅在后续变形金属的推动和流动金属本身的惯性力作用下以刚性平移的形式向上运动。

2.3 冷挤压的常见缺陷

冷挤压时由于工序设计不妥会导致成形过程中出现各种缺陷，因此我们就要预先了解产生这些缺陷的原因，才能设计出合理的变形工序，生产出合格的挤压件。挤压过程常见的缺陷有：挤压缩孔、“死区”剪烈和折叠、纵向裂纹、横向裂纹、挤压件弯曲、由拉缩引起的截面尺寸不符、残余应力大、以及粗晶环等。 （1） 挤压缩孔

缩孔是指变形过程中变形体一些部位上产生较大的空洞或凹坑的缺陷。筒形件反挤压进行到待变形区厚度较小，甚至当坯料底厚小于壁厚时仍继续反挤，则会因材料不足以形成较厚的壁部而产生如图6所示的角部缩孔缺陷。

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图6 反挤压时的角部缩孔 图7 反挤压时的折叠

（2） 表面折叠

多余的表皮金属被压入坯料表层所形成的缺陷，称为表面折叠。例如反挤压时凹模底部设有较大圆角半径，而坯料底部为直角过渡，在挤压过程中就会产生折叠，它的形成过程见图7，如果挤压变形继续进行，这种折叠还会被移到工件的侧面。

（3） 表面折缝

在变形过程中，多余的表皮金属受阻而在其边界处积聚，随着变形的继续进行深入到材料内部所形成的一种缺陷，称为表面折缝。当挤压出现死角区时，如图8所示的D区，坯料后部分的表皮金属从凹模底部向凹模壁方向滑动受到死角区金属的阻碍，多余的表皮金属被积聚在死角区入口处。随后，多余的表皮金属沿滑移面被拉入金属内部，并随金属的流动一起向前延伸，从而形成折缝。有时，挤压件从凹模中取出后，死角区金属很快脱落，就是这种缺陷所致。