11、金属加工中变形速度与应力状态研究

金属加工中变形速度与应力状态研究

在金属加工领域，变形速度和应力状态对加工过程和产品质量有着至关重要的影响。本文将深入探讨变形速度对青铜空心零件冷挤压过程的影响，以及爆炸焊接中工件的应力状态。

1. 变形速度对青铜空心零件冷挤压的影响

1.1 力的计算与分析

在冷挤压过程中，冲头的拔出力 (F_e) 与挤压作用力 (F_{rev}) 相关，其近似计算公式为 (F_e=(7.5 - 9.4)×10^{-3}×F_{rev})。在设计冲头和模具座时，必须考虑拔出力。同时，最大推出力与变形速度有关，随着变形速度的增加，该力会减小，这也与挤压作用力的减小相关。在活动模具中进行反向挤压后，顶出力 (F_p) 可由挤压作用力 (F_{rev}) 确定，即 (F_p=(0.028 - 0.03)×F_{rev})。

1.2 变形速度对温度的影响

变形速度对青铜空心零件冷挤压过程中金属的温度有显著影响。不同变形速度下，挤压结束时变形工件的温度分布如下表所示：
| 变形速度 (V_0) (mm/s) | 变形区温度范围 (°C) | 壁部温度范围 (°C) |
| — | — | — |
| 0.14 | 29 - 35 | 33 |
| 2 | 85 - 160 | 123 - 160 |
| 7 | 133 - 270 | 170 - 270 |
| 15 | 未提及 | 未提及 |

从表中可以看出，随着变形速度的增加，变形区和壁部的温度都显著升高。当变形速度达到 (V_0 = 7) mm/s 时，在工件壁过渡到底部的区域，金属温度达到 (T = 325) °C，壁部