“金属塑性加工技术”复习思考题

1、.金属塑性加工技术复习思考题20131、名词解释： （1）连续挤压：（P8）连续挤压是通过有效利用坯料与旋转挤压轮之间的强摩擦所产生足够的挤压力和温度，将杆料、颗粒料或熔融金属以真正连续大剪切变形方式直接一次挤压成制品的塑性加工方法。（2）集束拉拔：P15；（3）闭式模锻：P220；（4）液态模锻：P15；（5）脱皮挤压：P112；（6）挤压缩尾：P111；（7）精密模锻：P17；（8）拉深系数：P242；（9）挤压效应：P120；（10）轧制变形区：P31；（11）轧制接触角：P31；（12）前滑：P44；（13）后滑：P46；（14）最小可轧厚度：P50；（15）轧制压力：P51；（16）

2、轧制负荷图：P75；（17）冲压；（18）孔型系；（19）填充系数；（20）挤压比；（21）轧制过程中性角；（22）热轧；（23）冷轧；（24）轧制工作图表。2、变形力学分析： （1）穿孔热挤压铜管的过程中，穿孔针的受力受热分析。（P114）答：穿孔针在每一个挤压周期都要承受一次载荷和温度的剧烈交替。穿孔时其整体受强烈的压应力作用；而外表与高温铜锭直接接触，温度急剧升高；同时受到金属流动产生的摩擦力作用；稳态挤压过程中，随动穿孔针的移动速度低于铜管轴向流动速度，因此外表面受到很高的轴向摩擦力作用，使整体受拉应力；同时外表温度升高，而内壁受水冷。一个挤压道次结束后，又采用水冷方式对其外表面进行剧

3、烈冷却。在这种急冷急热的恶劣工作状态下，穿孔针极容易产生表面龟裂、变形、弯曲、拉毛、变细、断裂等缺陷，使用寿命很短。可以通过加强穿孔针表面润滑及内孔冷却，缩短挤压锭长度或提高挤压速度，以及采用更耐高温的穿孔针材料等措施来提高穿孔针的使用寿命。 （2）游动芯头拉拔管材时芯头稳定的力学条件。（P135-136） （3）分析线材拉拔时反拉力的作用。（P140） （4）分析采用实心锭穿孔挤压圆管时的稳态挤压力的组成。（P114） （5）根据板料冲裁力计算式分析减小冲裁力的措施。（P231） （6）简析管材空拉纠偏的力学原理。（P134） 3、简答简析： （1）举例：复合成形技术（如铸轧、辊锻、铸挤、液

4、态锻造等） （2）举例：短流程生产新技术（如铸轧法生产纯铜管、连续铸轧法生产铝带坯、铜带“连铸带坯+冷轧开坯”技术、铝型材在线淬火（T5）等） （3）举例：连续化生产技术（如连续挤压、连铸连轧、盘拉技术、联合拉拔等） （4）简析：反向挤压的特点（变形更均匀；降低挤压力）（P6） （5）简答：有哪些方法可以制备铜包铝双金属复合线材？（P201） （6）简析：解释软垫镦粗可降低鼓形的机理。（P204） （7）简析：减小板材弯曲件回弹量的措施。（P236-237） （8）简答：金属板料冲压成形的主要缺陷。（拉裂、起皱、制耳、毛刺、表面划痕、回弹） （9）简答：比较管材三种衬拉方法的特点。（P134-

5、135） （10）简析：超塑性成形的特点。（P20） （11）简析：金属塑性加工产品质量的内涵。【（1）化学成分；（2）内部组织结构；（3）材料性能（力学性能、物理性能、腐蚀性能、加工性能等）；（4）精度（尺寸精度、形状精度、表面精度）】 （12）简答：确定挤压锭坯长度应考虑的问题。（P123）【提示：区分穿孔挤压和无穿孔挤压；区分定尺产品和不定尺产品】（13）板料冲压性评价方法。（单向拉伸试验，弯曲试验，拉楔试验，杯突试验等）（14）前滑和后滑的定义是什么？影响前滑的因素有哪些？二者对于轧制过程有何影响？（15）影响轧制宽展的主要因素。（P49）（16）板带箔产品的主要缺陷。（P101-10

6、4）（17）锻件质量及检查方法。（外观质量（形状、尺寸、表面状态）和内部质量（成分，宏微观组织，性能），破坏性检查和无损检测）（18）生产过程中要轧制更薄的板材需采取那些措施？ （19）孔型的要素包括哪些？（20）与平辊轧制相比，孔型轧制有何特点？（21）何谓孔型的侧壁斜度？其意义是什么？（22）何谓孔型系统？常用的孔型系统有哪些？各自有何特点？（23）如何计算孔型轧制时的咬入问题？（24）影响拉拔力的因素有哪些？基本影响规律如何？（25）连轧轧件堆、拉的原因及其调节方法？（26）轧制过程变形力学特点。（27）轧制过程中影响宽展的因素有哪些？各因素对于宽展产生怎样的影响？（28）轧辊和被轧件的

7、弹性压扁对于轧制力矩有何影响？（29）简述轧制传动力矩的组成？（30）轧制的冷却润滑剂的要求？（31）简述板带轧制的基本生产方法。（32）轧机的弹性变形和轧制弹塑性曲线的意义。（33）简述影响板带厚度控制的因素，控制原理。（34）简述双金属复合技术的方法4、综合分析： （1）综述金属塑性加工技术的发展趋势。（P2） （2）分析金属塑性成形工序与铸造、热处理工序的关联性。【要点：首先，金属塑性加工总是离不开铸造工序，例如连续铸轧技术，就是将铸造和热轧量道工序合在一道工序完成；连铸连轧、连铸连挤就是将铸造和热轧或挤压设计在一条连续化生产线上完成；铸锭的性能对塑性加工性能有直接影响；塑性加工产品的很

8、多缺陷都源于铸造时的冶金缺陷，等等；其次，金属塑性加工总是离不开热处理工序，例如，可通过铸锭的均匀化热处理改善金属的塑性加工性能及最终产品的性能；塑性加工产生的加工硬化必须通过热处理进行塑性的恢复；可以通过形变热处理工艺（塑性成形+热处理）对金属的组织和性能进行合理调控；塑性加工产品的最终性能通常是通过产品退火进行控制。】（3）对铝型材挤压模具的认识：（答题要点） 模具分类：实心平面模、分流组合模、舌型模、叉架模； 模具结构：模孔、工作带、分流空、分流桥、焊合室、空刀、导流孔、阻流块等； 模具材料及热处理：H13钢；淬火+2-3次回火+氮化处理； 模具技术是铝型材生产的核心技术。挤压模具的结构

9、与尺寸直接决定铝型材的形状与尺寸精度；模具的结构设计直接决定挤压过程的实现与否；模具的使用寿命显著影响生产效率。 挤压模具设计的基本准则是：在保证模具强度和结构刚度的前提下，尽可能使挤出模口的各部分金属纵向流动速度趋于一致。不平衡的挤出速度将引起型材产生弯曲、扭曲、开裂等问题，严重时将发生堵模，使挤压过程无法实现。 挤压模具设计要诀：孔随形走，避焊定桥，预配流量，定径微调。 挤压模具的使用寿命一直是困扰工程技术人员的重大难题；“零试模”技术受到型材生产企业的普遍关注。 基于CAE技术的铝型材挤压模具辅助设计方法是现代模具工业的重要发展方向。（4）对塑性加工的连续化、短流程新技术的认识：（答题要

10、点） 意义：节能降耗、环保、提高生产效率、降低生产成本、减少劳动力等； 举例：连铸连轧、连续铸轧、连铸+连轧、T5铝型材、1+4热连轧、电解铝水+铸造、盘拉、联合拉拔、无酸洗铜管加工等。（简要分析各例的技术要点）（5）比较6063-T5和6061-T6铝型材生产工艺流程。熔炼铸造（实心锭）均匀化处理挤压人工时效切定尺拉伸矫直在线淬火表面处理检验入库6063-T5:【特点：采用在线淬火工艺，型材挤出模口的温度必须达到合金的固溶温度；后续无离线固溶淬火工序，只需要人工时效。该工艺缩短了工艺流程，显著降低生产成本，提高生产效率。】熔炼铸造（实心锭）均匀化处理挤压人工时效切定尺拉伸矫直表面处理检验入库

11、固溶淬火6061-T6：【特点：采用离线淬火工艺，后续再进行人工时效。该工艺流程较长，因此生产成本较高，生产效率较低。】（6）试画出采用挤压法生产9.4mm0.8mm H80M黄铜管的工艺流程图。若挤压时采用215mm的实心锭，挤压筒内径为220mm，挤出管坯为60mm8mm。试计算该工序的挤压比。工艺流程图：熔炼铸造（实心锭）热穿孔挤压冷轧拉拔退火拉拔退火成品退火检验入库 挤压比计算： （7）试分析铜管冷拉变形过程中的弹塑性共存现象及可能引起的问题。答：铜管冷拉成形过程中的“弹塑性共存”包括三层含义：（1）在产生塑性变形的区域，总的变形量中包括弹性变形和塑性变形；（2）已拉过模具的铜管部分仍

12、然承受拉拔力，发生弹性变形，而该拉拔力又使模具中的铜管产生塑性变形；（3）拉拔过程中铜管的塑性变形与工模具的弹性变形共存。“弹塑性共存”的现象存在于所有塑性加工过程，对加工精度和工模具设计有重要影响。对于铜管冷拉变形，因为拉拔力由已变形部分传递给后段铜管，因此变形结束时整个铜管（弹性变形状态）卸载的瞬间，弹性变形的恢复将对设备和工模具产生很大的冲击，所以在操作时要特别注意；因为模具中的变形体总的变形中包含了弹性变形，卸载后这部分弹性变形恢复，将引起内外径尺寸和长度的变化，所以模具设计时必须考虑这种弹性补偿；模具在工作应力下发生弹性变形，径向尺寸稍有增大，这将使铜管内外径精度产生误差，因此模具设

13、计和工艺配模时应予以考虑。（8）冷拉铜管的最终产品性能控制有哪两种方法？ 如图所示，若H62黄铜管成品的力学性能要求 ab为：抗拉强度b520MPa，伸长率1010%。试设计成品性能控制工艺。解：冷拉铜管的最终产品性能控制主要有成品退火和控制最终变形程度这两种方法。通过控制退火温度、保温时间等参数，可以使产品达到不同的力学性能指标。但由于退火前的冷变形过程影响因素复杂，采用成品退火的技术方法往往不容易控制产品的最终性能。因此，实际生产中一般建议采用控制最终变形程度的方法来达到产品的最终性能。该技术方法的操作要点是：在达到成品尺寸之前对管坯进行完全退火，退火之后再根据成品性能进行适量冷拉变形。其

14、中预留的冷变形量需要按照相关数据图表，并结合生产经验来确定。例如，图中显示了H62完全退火之后的的力学性能与后续冷变形量之间的关系。根据成品力学性能的要求，抗拉强度b520MPa，因此在b=520MPa的位置画一条横线，交强度曲线于a点；要求伸长率1010%，于是在10=10%位置画另一条横线，交塑性曲线于b点。过a、b两点分别画两条与横坐标垂直的竖线，与横坐标的交点（19%和23%）就是最终冷变形率的控制范围。可见，对于题中H62黄铜管的最终性能控制，可采取的工艺方法为：完全退火之后，再施加19%-23%的冷拉变形，既达到成品尺寸，也达到成品性能要求。（9）试分析板材在轧制过程中出现“张嘴”

15、及“表面横裂”的原因及采取的防止措施。（10）镦粗时容易产生哪些质量问题？其原因是什么？可采取哪些措施去解决这些问题？（11）铝合金正向挤压时组织上容易产生哪两类质量问题？其原因是什么？（12）画出轧件轧制过程简图，并推导轧件咬入及其稳定轧制的条件。如何改善轧件轧制过程中的咬入条件。（13）结合“三图”分析热轧温度的确定过程。（14）解析铜带生产工艺过程，计算热轧过程中的道次压缩率和总压缩率计算。采用半连续铸造H62黄铜，表面铣削后坯料尺寸为155 620 1040mm。生产铜带成品为2.11 96mm M。 （15）根据轧制板厚控制原理，分析计算铝箔的最小可轧厚度。5、计算分析：（1）挤压比（管材、型材）（2）延伸率 （3）成材率（一个批次的成品总重量/该批次投入生产线的坯料总重量）（4）轧制道次加工率、总加工率6、填空题（1）根据轧辊的配置、轧辊的运动特点和产品的形状、轧制可分为三类，即x轧。（2）讨论简单轧制过程主要研究几何变形区。几何变形区的主要参数有：。（3）稳定轧制过程中,中性角、接触角和摩擦角之间的关系式为：（4）宽展由组成。（5）轧制时主电机轴上输出的传动力矩，主要克服的阻力矩有：。（6）自由锻的基本工序包括 、 、 、 等。（7）冲孔的方法通常包括 、 和 。（8）锻造过程中常出现的缺陷有 、 、 、 等。（9）评价板材冲压