挤压工艺及模具习题库参考答案
1.答：反挤压进入稳定阶段，坯料的变形情况可分为以下几个区域：
已变形区、变形区、过渡区、死区、待变形区。
2.答：三向应力之所以可以提高被挤压材料的塑形，归纳起来主要
原因是：第一：三向压应力状态能遏制晶间相对移动，阻止晶间变形。第二：三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏。第三：三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。第四：三向压应力状态可以抵消获减小由于不均匀变形而引起的附加应力，从而减轻了附加应力所造成的破坏作用。
3.答：在塑形变形过程中，变形金属内部除了存在着与外力相应的
基本应力以外，还由于物体内各层的不均匀变形受到变形体整体性的限制，而引起变形金属内部各部分自相平衡的应力，称为附加应力。
4.答：实心件正挤压的金属流动特点：坯料除了受凹模工作表面的
接触摩擦影响外，还受到芯棒表面接触摩擦的影响，因而坯料上的横向坐标线向后弯曲，不再有产生超前流动的中心区域，这说明正挤压空心件的金属流动比正挤压实心件均匀一些。在进入稳定流动时，剧烈变形区也是集中在凹模锥孔附近高度很小的范围之内，金属在进入变形区以前或离开变形区以后几乎不发生塑性变形，仅作刚性平移。
5.答：附加应力不是由外力引起的，而是为了自身得到平衡引起的。
因此，当外力取消以后，附加应力并不消失而残留在变形体内部，成为残余应力。附加应力和残余应力的危害：第一：缩短挤压件的使用寿命；第二：引起挤压件尺寸及形状的变化；第三：降低金属的耐蚀性。
6.答：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。当正挤压进行到待变形区厚度较小时、甚至只有变形区而无待变形区时，会产生缩孔。筒形件反挤压时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角部缩孔缺陷。
7.答：挤压对金属组织和力学性能的影响有：挤压时，在强烈的三
向应力作用下金属晶粒被破碎，原来较大的晶粒挤压后变成为等轴细晶粒组织，因而提高了强度。
8.答：冷挤压时常用材料的形态有：线材、棒材、管料、板料等。
9.答：冷挤压坯料进行软化处理的原因：为了改善冷挤压坯料的挤
压性能和提高模具的使用寿命，大部分材料在挤压前和多道挤压工序之间必须进行软化处理，以降低材料的硬度，提高材料的塑形，得到良好的显微组织，消除内应力。
10.答：碳钢和合金钢坯料冷挤压前要进行磷化处理。磷化处理又叫
磷酸盐处理，也就是把钢坯放在磷酸盐溶液中进行处理。处理时金属表面发生溶解和腐蚀。由于化学反应的结果，在金属表面上形成一层很薄的磷酸盐覆盖层。
11.答：奥氏体不锈钢因与磷酸盐基本上不发生化学反应，所以不能
用磷化处理，故用草酸盐处理来代替。硬铝坯料苏醒差，在挤压过程中，为了避免产生裂纹，应使硬铝坯料表面形成一层氧化膜。
可用氧化处理、磷化处理或氟硅化处理来获得。
12.答：冷挤压力即冷挤压变形前所需要的作用力。它是设计模具、
选择设备的依据，并可衡量冷挤压变形前的难易程度。
13.答：影响冷挤压力的因素主要有：冷挤压用材料、变形程度、变
形温度、变形速度、毛坯的几何形状、变形方式、润滑条件及模具结构等因素的影响。
14.答：冷挤压时单位挤压力很大，对挤压件的精度要求高，因此对
冷挤压使用的压力机提出了一些特殊要求：第一：能量要大；第二：刚性要好；第三：导向精度要求高；第四：要具备顶出机构；
第五：要有过载保护装置；第六：能提供合适的挤压速度；第七：要对模具进行润滑冷却的装置。
15.答：冷挤压模具应具有以下特点：第一：模具应有足够的强度和
刚度，要在冷热交变应力下正常工作；第二：模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；第三：凸、凹模几何形状应合理；第四：模具易损坏部分应更换方便；
第五：为提高工作部分强度，凹模一般采用预应力组合形式，凸模有时也采用组合形式；第六：模具工作部分零件与上下模板之间要设置厚实的淬硬压力垫板；第七：上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的
强度和刚度。
16.答：为了提高冷挤压凹模的强度，确保凹模在较大的单位挤压力
下有较长的使用寿命，一般采用预应力组合凹模结构形式。17.答：组合凹模的压合工艺主要有以下三种：第一：热压配合法；
第二：冷压配合法；第三：常温强力压合法。
18.答：对冷挤压工作零件材料的要求有：第一：必须具有高强度和
高硬度；第二：应具有相当高的韧性，可以避免由于冲击、偏心载荷，疲劳应力集中而引起的折断和开裂破坏；第三：应具有较高的耐磨性；第四：具有足够的耐热性能；第五：材料必须有良好的加工性能。
19.答：热挤压时钢的加热缺陷有：氧化、脱碳、过热、过烧、开裂
等。氧化皮大大降低了挤压件的表面质量，增加了模具的磨损；
当钢中含有钨、铝、钛、硼等合金元素时，特别容易引起脱碳；
对于过热不太严重的钢，通过大变形量的锻造可以得到改善；坯料一旦过烧，锻造时一击便碎，工件只能报废；高合金钢的导热性能差，开裂倾向也大，必须缓慢加热，严防开裂。
20.答：感应加热是交变电流通过感应线圈产生感应交变磁场，进而
感应出交变电场。将金属坯料置于电场中，因其导电而产生感应电动势，形成闭合回路，在棒料（坯料）内产生感应电流而达到加热的目的。
21.答：冷挤压件图是在零件图基础上加上了机械加工余量、成形公
差和工艺余料等而绘制的，主要勇于最终挤压件的检验、后续机
械加工工艺的编制和工夹具的设计等。热挤压件图则是在冷挤压件图的基础上加上收缩量，主要用于挤压模具的设计与制造、挤压过程的质量控制等。
22.答：温挤压模具在连续生产过程中温度迅速上升，当模具的温度
达到其回火软化温度时，在很高的挤压应力的作用下会发生变形，表面硬度下降，使模具迅速失效。因此，必须对模具进行充分的冷却，使其维持在200摄氏度左右，保证其性能的发挥；在挤压温度在250摄氏度以上时，采用冷挤压时的润滑方法，会使磷化层和皂化剂烧损，使润滑条件恶化，因此，在温挤压时，润滑剂的选取很重要，是温挤压成败的关键因素。
23.答：如果零件最终热处理前对组织状态有要求时，特别是要求过
共析钢为球状珠光体时，则要求其温挤压温度在相变温度前。当原球状珠光体经相变为奥氏体组织，再经挤压后冷却为片状珠光体组织的温挤压件，不仅不利于切削加工，而且经最终热处理淬火后的马氏体组织粗大，容易产生淬火变形，影响零件的力学性能。因此，其挤压后的组织应为球状珠光体。
24.答：温挤压对润滑剂的要求：第一：对摩擦表面具有最大活性和
足够的粘度，不易流失，较好地粘附摩擦表面；第二：润滑剂应具有一定的热稳定、耐热性和绝热性；第三：润滑剂的化学稳定性要高；第四：在温挤压温度下能均匀地粘附在坯料表面或模具表面上，形成均匀的润滑膜；第五：具有良好的悬浮分散和可喷涂性能。
