相同梁截面面积相同时积（注:是相同面积金属梁截面面积相同时，不含空心面）的金属圆管和圆棒

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金属塑性加工技术 6-有色金属管材和棒型材生产.ppt 208页
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有色金属管材和棒型材生产 第一章
产品品种与生产方法
型材和管材的孔型轧制
产品品种与生产方法
一、 产品品种
棒材：断面为实心圆形的条材。
型材(非圆断面的条材)：
简单型材：方形、矩形、六角形。
异形型材：角形、丁形、槽形、工形
变断面型材：断面沿长度方向不相同
管材(中空的断面长条)：
外径： 大管、小管、毛细管(0.3~3mm)
壁厚：厚壁管(5~50mm)、薄壁管(0.1~5mm)
长度：根(10m左右)、盘(几百米)
二、 生产方法 1. 棒材和型材的生产方法 (1) 轧制、或轧制——拉伸法：
锭坯加热→孔型轧机上热轧→冷拉成形。
优点：生产率高、设备投资少；
缺点：表面质量和尺寸精度差、设备和生产占地面积大。 ? (2) 挤压一次成形(或再辅以矫直性的微量拉伸)：
适于有色棒型材品种规格多和断面复杂的特点，产品表面质量高、生产流程短，但成品率较低、设备和工具费用较大。 ? (3) 带材冷弯法：
可制造断面上壁厚相等的型材，如角、槽、Z等形状的型材，生产率高，机动灵活。 2.
管材的生产方法 (1) 挤压—冷轧—拉伸法
用挤压法制得管坯，再用冷轧法将其外径、壁厚进一步减小到接近成品的尺寸时，再拉伸而出成品。 (2) 挤压一次成形
对于异形管、厚壁管和大直径管材，采用挤压法一次成形，但尺寸精度稍差。 (3) 挤压—拉伸
对于无冷轧管设备的工厂，需将挤压出的管坯，进行反复多次的拉伸，最后制得成品。 (4) 斜轧穿生产管坯
用斜轧穿孔机生产简便，生产率和成品率较高，但对粘性较大的金属，其穿孔质量差，另外，穿孔规格单调，可调整幅度很小，不能适应有色管材品种多、规格杂而产量小的特点，也使后续变形工作量大。 第二章
第一节 挤压的基本方法、品种与流程 第二节 挤压时金属的变形规律 第三节 挤压时制品的组织性能及质量控制 第四节 挤压力的计算 第一节 挤压的基本方法、品种与流程 2. 挤压分类 (3) 根据挤压力的传输介质
水压 ? (4) 根据材料的受力情况
Conform 挤压 3. 挤压的优点与缺点 (1) 优点
(1) 强烈的三向压应力状态；
(2) 断面形状复杂；
(3) 灵活性，多品种、多规格；
(4) 尺寸精度、表面质量好于热轧；
(5) 易实现生产过程的自动化和封闭化。 (2) 缺点
(1) 废料损失大 10-15%；
(2) 加工速度低；(摩擦大，温度升高，易产生废品)
(3) 长度与断面上组织和性能不均匀；
(4) 工具消耗大。
二、挤压的品种 (六角棒) 2. 管材 3. 型材 三、 挤压工艺流程 加热→挤压→矫直 1.
加热的方式
(1) 燃气加热
(2) 电阻炉加热
(3) 感应加热 2. 矫直 (1) 辊式矫直 (2) 拉伸矫直
第二节 挤压时金属的变形规律 第二节 挤压时金属的变形规律 (1) 填充挤压阶段： 即开始挤压阶段，金属充满挤压筒和模孔，挤压力急剧上升； (2) 基本挤压阶段： 即稳定挤压阶段，挤压力随锭坯长度缩短、表面摩擦力总量减小； (3) 终了挤压阶段： 即紊流挤压阶段，工具对金属的冷却，强烈的摩擦，使挤压力上升。 2. 正向挤压的变形特点 (1) 填充挤压阶段 ①. 填充系数 λc
λc= F0/Fp F0：挤压筒内孔横截面积
Fp：锭坯的横截面积 ② 镦粗 (2) 基本挤压阶段 ①
λ= F0/∑F1
制品的断面积为F1 ② 变形区内的应力与变形状态 作用力、应力、应变分布 柱坐标应力 球坐标应力 用网格法研究的结果 基本挤压阶段金属流动分析 流动不均匀是绝对的 外摩擦 温度场抗力不同 模孔几何形状和模孔位置复杂化
附加应力 径向:
中心压\表层拉 轴向:
入口向出口增大
周期性表面裂纹 A
变形区（压缩锥） B
横向线弯曲 中心超前，越接近出口面其弯曲越大
(中心金属流速&边部)。
a. 边部非矩形，中部近矩形
b. 边部剪切变形&中心剪切变形
c. 边部总延伸&中部总延伸
(或外层金属的主延伸变形&内层)
d. 纵向上总延伸：前端&后端
e. 纵向上边部延伸
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相同截面积（注:是相同面积金属截面，不含空心面）的金属圆管和圆棒
同截面积（注:是相同面积金属截面，不含空心面）的金属圆管和圆棒？比如抗压、抗拉，哪个力学性能强、抗弯、抗剪
同截面积（注:是相同面积金属截面，不含空心面）的金属圆管和圆棒抗压，园棒的圆心附近金属没有得到利用，空心的距离大，相比园棒分布的均匀些，所以要差抗剪与距圆心的距离有关、抗拉与截面积有关，所以相同抗弯，所以抗剪也比园棒好综合起来相同截面积（注:是相同面积金属截面，不含空心面）的金属圆管和圆棒力学性能优秀但考虑载荷和制作成本、抗扭与截面系数有关，金属圆管的截面系数大，承载比园棒好
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