平均的晶粒尺寸几乎不变，而温度升到 450℃的时候，平均晶粒尺寸则从 70nm 变 大到 170nm。

1。3。4  高压扭转法的应用

根据高压扭转的基本原理以及自身的特点，它主要被用来制备类圆形轴对称件

[12]，比如薄壁圆锥形的药形罩，其应具有塑性好、密度较高、晶粒细小及动态力学

性能好的性质，高压扭转法成形通过模具自身旋转来使材料发生剧烈剪切塑性变形 而将材料晶粒细化到甚至纳米级的尺寸，这样的成形特点正保证了药形罩使用的关 键的指标。

相比传统的加工方式，高压扭转法加工得到的零件有着晶粒细小、机械性能良 好、物理性能良好等各种优点；但其仍然存在缺点，诸如仅能制备较薄的圆形件， 因而将其主要应用于航空航天、生物医学和为微形机电系统等等领域中来制作微小 的部件。

1。4  反挤压工艺

1。4。1  反挤压工艺简介

挤压工艺是许多有色金属以及钢铁材料生产和零件成形加工主要的方法之一， 在金属的成形工业生产有比较广泛的应用。挤压的方法有很多种，按照金属温度分 热挤压和冷挤压；按金属流动的方向分正向挤压、反向挤压以及横向挤压；按坯料 的性质分坯挤压、锭挤压、粉末挤压以及液态金属挤压等等[14]。

反挤压作为在冷挤压的一种，在其领域中是应用最为广泛的加工工艺之一。反 挤压工艺在挤压时有着金属流动方向与凸模运动方向相反的特点。反挤压的工艺流 程如下图 1-2 所示，先是采用冷剪切对材料进行切割，然后再对坯料抛丸处理，以 此来提高材料疲劳强度；之后利用冷镦方式对坯料镦粗加工，通过退火处理来改善 坯料机加工性，经过磷化和皂化处理坯料的表面之后完成坯料的准备；在进行反挤 压前，将坯料放置于凹模底商，坯料的凹模于凸模之间的间隙应该刚好等于工件壁 厚；凸模在压力机作用下向着金属坯料施加压力之时，金属便会沿着凸模于凹模之 间的间隙向凸模的运动方向相反的方向移动，以此挤压出各种断面空心工件[15]。

图 1-2 反挤压工艺流程图

1。4。2  反挤压工艺的优缺点

反挤压在长期的生产实践中显示出了诸多的工艺优点如下[16]：

（1）通过压力机简单的往复运动，就能完成比较复杂的工序，大大提高效率。

（2）采用反挤压工艺可以节约原料。研究显示，反挤压材料利用可达 90~100%， 至少也可到 70%以上。

（3）大大提高工件机械性能。材料受到挤压力产生冷作硬化，工件的机械强 度大大地提高，材料的硬度也会相对增加。

（4）反挤压工艺可以提高工件的精度以及表面光滑度。由于反挤压的零件尺 寸精度可达到 8-9 级，使其表面光滑度也会相对提高，利用反挤压工艺所制零件通 常无需再加工。

当然，虽然反挤压表现出很多优点，不过依然存在一些问题，其缺点如下[17]：

（1）变形抗力相对较高；来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-

（2）模具的寿命相对较短；

（3）对毛坯的要求相对较高；

（4）对冷挤压的设备要求也比较高。

1。5  本文研究的目的、意义及内容

目前国内外对高压扭转或反挤压工艺做了很多研究，而在制作相对较大筒形件 或管材件的过程中，在挤压中加入旋转的方式还鲜有人研究，为此本文拟采用旋挤 工艺来成形筒形件和管材，利用 DEFORM-3D 软件模拟分析旋挤成形过程中的各种 影响因素。研究内容如下：

（1）通过 DEFORM-3D 软件对金属材料旋挤成形过程进行仿真，分析旋挤时 材料的流动规律及各场量变化，并将旋挤成形与反挤压进行对比，总结旋挤工艺优 势；