死区形成原因是金属沿特定曲面流动所需的能量更小。死区的顶部能阻碍锭坯表面的杂质和缺陷进入变形区压缩锥,而流入制品表面,对提高制品的表面质量极为有利。
挤压筒内被挤压的金属,存在两个难变形区:一个位于挤压筒与模具交界的环形区域,称为前端难变形区。另一个位于塑性变形区压缩锥后的锭坯未变形区域,称为后端难变形区。
在这两个难变形区,金属基本不参与流动,因此这部分区域又叫做死区。
黄色区域为死区
如图所示,无论是使用平模还是锥模,都有死区。其中标识1处为前端死区,标识7处为后端死区。
死区产生的原因是金属沿着adc曲面滑动所消耗的能量比沿abc折面所消耗的能量小。同时,金属受到挤压筒等工具的冷却影响,金属锭坯温度降低,变形抗力增大,因此更不利于流动。
实际上,死区的金属并非完全不流动,随着挤压的进行,会有少部分的金属因为内摩擦的原因,随着流动区的金属被带出孔模。如下图所示。
死区流动示意图
从工艺角度来看,死区对提高制品的表面质量极为有利。
因为死区的顶部能阻碍锭坯表面的杂质和缺陷进入变形区压缩锥,而流入制品表面。
对于挤压后不再进行继续加工的制品,常采用死区面积更大的平模挤压,挤压出的金属制品表面质量更好。
需要注意的是,挤压过程需要控制好工艺,若挤压速度过快、使用了润滑剂、锭坯表面被氧化、金属冷却过快等,可能出现沿死区界面断裂的现象或者形成滞留区,此时死区不再起阻碍作用。
最终锭坯表面的氧化皮、杂质等将沿界面流入制品表面,同时也加剧模具的磨损。
THE END