7.8 温挤压工艺实例

下面按温挤压零件所用的材料，来介绍温挤压工艺实例。

7.8.1 结构钢温挤压工艺

1.45钢

由于45钢的变形抗力较大，进行冷挤压生产常受到模具强度的限制。根据试验，冷挤压45钢，当变形程度为40%时，凸模单位压力已达2300MPa；变形程度60%时，则达到2500MPa。由此可见，采用温挤压工艺，对45钢较为合适。

图7-26b所示为45钢温挤压杯套零件。原生产工艺是机械加工，不仅生产率不高，而且材料利用率也低。温挤压材料采用冷拉钢，毛坯直径φ32mm、长14mm（见图7-26a）。温挤压后产品内孔可不再加工，外圆稍经磨削，即可达到产品要求。实际上，内孔表面粗糙度可达Ra=0.8μm，外圆可达Ra=1.6μm。温挤压生产在2500kN压力机上进行。反挤压变形程度为71%。

温挤压加工工艺，除了模具结构设计以外，关键的工艺是合理选择温挤压温度。45钢在各种温度的力学性能如图7-3所示，在650℃以上，抗拉强度已经降至100～200MPa。

45钢的反挤压凸模单位压力和温挤压温度的关系曲线如图7-27所示。

图7-26 45钢杯套温挤压件及其所用毛坯

a）毛坯 b）挤压件（双点画线为最后成品尺寸）

图7-27 45钢的反挤压凸模单位压力和温挤压温度的关系曲线

根据凸模材料的承载能力，该零件温挤压一般应高于650℃。在700～800℃温挤压，可以得到更低的单位压力。为了避免严重氧化、脱碳，温挤压温度一般也不应高于800℃。根据试验，在650～800℃温挤压，挤压件表面光滑，没有出现明显的新脱碳层。温挤压材料硬度比毛坯退火后硬度提高不到一倍，可直接进行切削加工。因此，在此温度范围内进行温挤压生产加工，是较合理的。温挤压前不需要进行毛坯软化退火。

图7-28所示为45钢套筒温挤压件。将圆形毛坯φ22mm×20mm加热到700～750℃左右，经复合温挤压一次成形，所用设备为1600kN闭式单点压力机。由于设备本身没装下顶出装置，套筒温挤压模具结构采用倒装形式，如图7-29所示，其模具型腔由退料管5、凹模6与下凸模11组成。变形前，先将被加热好的毛坯送入凹模6下端的定料板8内，定料板的放料腔内有三个钢球，因受弹簧的弹力把毛坯夹住，使毛坯在挤压前不会落下。上下凸模4、11的相对运动使毛坯进行上下正反复合温挤压成形。由于套筒零件的上下形状不同，挤压件上下部分的变形程度分配不均（ε_F、上=24%，ε_F、下=53%），处于上部分金属变形阻力小，容易流动，所以上端反挤压部分采用封死形式，温挤压成形后还可用做退料用，下部分正挤压的端面自由伸长不予以限制。成形后，通过压力机滑块的回程动作，使退料杆1推动退料管5，把挤压件从凹模6内退出。润滑剂采用石墨油剂，用0.4～0.5MPa压力的压缩空气进行喷涂，温挤压零件尺寸的收缩量据实测波动在0.004～0.007mm范围内。

图7-28 45钢套筒温挤压件

2.20Cr钢

活塞销是内燃机的重要零件，型号多，数量大。过去生产主要采用20Cr钢实心棒料车削加工和钻孔加工，有的也用无缝钢管加工，材料利用率低（约为40%～60%），改用温挤压成形后，材料利用率可提高到80%以上，生产率提高5倍。活塞销温挤压毛坯与挤压件如图7-30所示。

图7-29 套筒温挤压模具结构

1—退料杆 2—上模座 3—上垫板 4—上凸模 5—退料管 6—凹模 7—加强圈 8—定料板 9—钢球 10—弹簧 11—下凸模 12—定位圈 13—下垫板 14—下模座

图7-30 活塞销温挤压毛坯与挤压件

a）毛坯 b）挤压件

其温挤压的工艺流程为：剪切下料→平端面、倒角、磨外圆→浸涂润滑剂→中频感应加热→温挤压→检查。

热轧棒料经Q45-125型精密棒料剪切机截断，然后在机床上车平两端面并倒角，然后外圆磨光后，预热到80～120℃，浸涂WS-3水基石墨润滑剂，每件毛坯表面浸涂润滑剂的量平均为0.5g左右。然后送入中频感应加热器内加热，加热温度控制在（650±10）℃左右。工作电源频率为2500Hz，功率100kW。加热时间3min即可使直径φ35.5mm的毛坯内外温度一致。不同型号不同尺寸规格活塞销的毛坯加热规范如表7-13所示。加热好的毛坯送入J87-300型冷挤压机上进行温挤压成形，生产节拍是8～10s左右。

表7-13 毛坯加热规范

图7-31 活塞销温挤压模具结构

1—上模座 2—上凸模 3—模套 4—凹模 5—导向套 6—衬套 7—顶料套 8—下模座 9—下底座 10—下凸模 11—下顶杆

图7-31所示为温挤压活塞销的模具结构。与冷挤压模具相比，该模具结构的最大特点是，在衬套6和下模座8上设有冷却通道，通入0.4～0.5MPa的压缩空气进行冷却，同时将模腔内的润滑剂残渣吹掉，上凸模是利用装在卸料板上的空气冷却装置定时冷却，由压缩空气通过电磁滑阀控制，当挤压变形完成后，同时对上、下凸模和凹模进行冷却。由于毛坯在加热前浸涂水基石墨润滑剂，且增加了压缩空气冷却装置，对模具进行冷却，使模具原来工作温度高达420℃降低到300℃以下，模具寿命由原来的几千件提高到万件以上。

从降低挤压力的效果来看，油酸、石墨、二硫化钼（质量比57∶17∶26）混合润滑剂比水基石墨（WS-4）效果要好，如图7-32所示。但水基石墨润滑对模具冷却效果好，使用中无烟、不燃烧、无强烈臭味、残渣少、不结块，清洗方便。由表7-14不难看出同样是195型活塞销，温挤压的变形力比冷挤压变形力降低40%左右，温挤压变形温度为650℃时，活塞销的材质、变形程度和零件尺寸大小对温挤压单位挤压力影响不大。图7-33列出了20Cr钢195型活塞销在400～800℃温挤压时，单位挤压力的变化情况。由该图可看出，20Cr钢在机械压力机变形速度（300mm/s左右）下，在450～550℃温度区间存在一个“蓝脆”区，温度高于550℃以后，随着温度的提高，挤压力不断降低，并在700℃以后挤压力变化趋于和缓。因此，对20Cr钢在650～750℃进行温挤压是合适的。

表7-14 几种型号的活塞销温挤压变形力

图7-32 润滑剂种类对单位挤压力的影响

图7-33 活塞销温挤压时变形温度与单位挤压力之间的关系

温挤压后零件的尺寸精度可达0.07mm以下；表面粗糙度Ra=0.4～1.6μm；壁厚差可控制在0.2mm以下。活塞销纵断面硬度分布如图7-34所示。由该图可见，活塞销温挤压成形后，外表面硬度略高于内孔表面的硬度，中心连皮处几乎没有改变原始硬度值（毛坯原始硬度为185HBW）。

图7-34 活塞销温挤压后布氏硬度（HBW）分布

实践生产资料证实，温挤压活塞销零件的弯曲、压缩和疲劳性能都优于冷挤压与机械切削加工的同类产品。

3.18CrNi4WA钢

结构钢18CrNi4WA在淬火及低温回火后，可以获得很高的力学性能，抗拉强度R_m达到1300～1400MPa，而冲击韧度不低于12J/cm²。强度和韧性的结合，保证了零件在使用中的可靠性，往往用来制造特别重要的零件。它可作为渗碳钢使用。

图7-35 18CrNi4WA钢的奥氏体等温转变图

表7-15列出了18CrNi4WA材料的化学成分及主要力学性能。由该表可见，在软化状态下其抗拉强度R_m数值是720～800MPa，要进行大变形量的冷变形是比较困难的。图7-35是18CrNi4WA钢的奥氏体等温转变图（俗称C曲线）。它的特点是缺少珠光体分解区，而贝氏体转变区几乎和马氏体转变区重合，临界点A₁为700℃，而A₃为800℃，在500～700℃之间不发生珠光体转变为托氏体的分解。在冷却过程中，奥氏体不是在450～300℃等温地转变为贝氏体，就是在连续冷却中转变成马氏体。马氏体开始转变温度是370℃，转变终止温度是250℃。这个温度远大于室温，所以说几乎98%的奥氏体转变成马氏体了，残留量很少，因此，在低温回火后，这种材料尚保持着很高的强度。该图还说明18CrNi4WA钢退火软化效果不佳。这是由于奥氏体不能转变成珠光体组织，甚至在非常缓慢的冷却速度下，都可以使其奥氏体组织过冷转变为贝氏体或马氏体组织。因此，它往往不是在油中淬火，而是在空气中冷却，所以习惯上称这种钢为空冷淬硬钢。这类钢的唯一软化处理方法是在临界点以下进行高温回火，即采用（660±20）℃的回火工艺进行软化。这样所获得的抗拉强度R_m大于700MPa。这个科学实验数据促使人们去进行18CrNi4WA钢温挤压成形工艺的研究。

表7-15 18CrNi4WA钢的化学成分及主要力学性能

图7-36是18CrNi4WA钢的强度-温度曲线。当温度升高时，抗拉强度R_m下降，在大于600℃的温度区间，R_m值下降得更为显著。当R_m小于400MPa时，进行温挤压变形就具备了条件。考虑到当温度超过750℃以后，钢材将发生强烈氧化，所以不宜选择太高的温度。生产实践证明，对18CrNi4WA钢的温挤压工艺取（670±20）℃（炉温）比较适宜。表7-16是18CrNi4WA钢零件的温挤压变形工艺过程。其单位挤压力比45钢在同样变形程度之下的冷挤压单位压力小得多，这说明了温挤压加工是一种行之有效的塑性成形新工艺。

图7-36 18CrNi4WA钢的强度-温度关系曲线

表7-16 18CrNi4WA钢零件的温挤压变形工艺过程

在18CrNi4WA钢温挤压过程中所采用的润滑剂是低温玻璃润滑配方，模具型腔表面涂有二硫化钼油剂，所获得的温挤压件表面质量良好。

4.38CrA钢

38CrA钢的化学成分及主要力学性能见表7-17。退火以后，其强度还是很高，其R_m值为642MPa。

表7-17 38CrA钢的化学成分及主要力学性能

表7-18是38CrA钢零件的温挤压成形工艺方案，此工艺的温度、断面缩减率及单位挤压力见表7-19。

表7-18 38CrA零件的温挤压成形工艺方案

表7-19 38CrA钢零件的温挤压温度、断面缩减率及单位挤压力

表7-18的两种工艺方案：方案Ⅰ是六角形底部有φ33mm的孔；方案Ⅱ是实心的六角形底部。两种工艺方案都能进行温挤压成形。但方案Ⅰ中，六角形底部变形极不均匀，六条棱边开裂，棱边的根部有金属折叠现象。因此，方案Ⅰ对金属变形的安排不合理。方案Ⅱ可以采用。

图7-37所示为38CrA钢的强度-温度关系曲线。为了使变形抗力显著降低，加工温度选择在600℃以上较好。

润滑与前例相同。

7.8.2 轴承钢温挤压工艺

轴承钢广泛地应用于机械制造工业，特别是轴承圈作为基础元件，需要量越来越大。目前，轴承圈直径≤φ140mm的均可采用温挤压（有的还可用冷挤压）成形工艺进行生产。特别是轴承圈的温挤压，与热锻相比，同样具有变形抗力低、塑性好的优点，且由于加热温度低，不产生过热、过烧、氧化、脱碳等毛病，尺寸精度高，产品质量好，可与冷挤压成形产品相媲美。

1.轴承钢的变形抗力与温度的关系

轴承钢在各变形温度时的变形抗力如图7-38所示。在450℃左右出现蓝脆区。当变形程度ε=70%时，应变速率ε由1.5s^-1提高到40s^-1时，变形抗力有所提高。

图7-37 38CrA钢的强度-温度关系曲线

1—材料未经过软化处理 2—材料经过软化处理

图7-38 GCr15钢在各种温度时的变形抗力

轴承钢GCr15在温挤压加工温度范围内的抗拉强度和塑性指标如表7-20所示。如温度为725℃时，抗拉强度R_m=177.8MPa，而在614℃时，R_m=547MPa。变形温度仅仅提高100℃，而抗拉强度R_m降低了2/3左右。塑性指标A和Z值同样有所提高，A值提高40.8%，Z值的提高39.1%。当温挤压温度提高到835℃时，抗拉强度将进一步降低到112MPa，塑性指标A值达79.4%，而Z值高达99.4%左右。

2.轴承钢GCr15温挤压温度的合理范围

如上所述，GCr15钢蓝脆区在450℃左右。变形温度高于蓝脆区后，随着温度的提高，变形抗力不断下降，而且在600～700℃之间，下降剧烈。轴承钢GCr15的相变区约在735℃左右开始。因此，高于750℃以后，变形后在空气中冷却，将形成索氏体组织，碳化物积聚，原始的球化组织被破坏，使挤压件硬度提高，不利于后续机械加工工序的进行。所以一般温挤压轴承套圈的温度常选在（700±20）℃左右。在此温度区间进行温挤压，挤压件可保持表面光滑，无新的脱碳层出现。变形后，原材料的脱碳层有变薄趋势。由于在低于相变点加工，挤压件硬度一般仅增加5%～12%，对后续加工无影响，同时也为热处理准备了好的原始组织。

表7-20 轴承钢GCr15在温挤压加工温度范围内的抗拉强度及塑性指标

图7-39 轴承圈温挤压成形方案

GCr15轴承钢温挤压后直接进行机械加工和热处理时，温挤压前应采用球化退火处理。对组织已符合国家标准的毛坯（球化的）可不必再进行球化退火处理。

3.轴承套圈的温挤压工艺方案

轴承钢棒料经冷剪切下料，然后进行镦饼压缩（冷态或温态），继而进行温挤压成形工艺，目前共有六种成形方案，如图7-39所示。第Ⅰ种为单圈反挤压成形，模具结构简单，反挤压后经冲底，即可供后续加工。但变形力较高，700℃左右温挤压，单位挤压力高达1400～1600MPa，这是几种成形方案中挤压力最高的一种，而与室温冷挤压成形相比，单位挤压力降低了一半以上。第Ⅱ种为杯-杯型复合挤压成形方案，工厂称之为“塔形”成形工艺。这种成形方案同时可以生产一套轴承圈毛坯，生产率高，单位挤压力较低（p=1100～1200MPa），目前国内外应用较多。第Ⅲ种为杯-杆型复合挤压成形方案，单位挤压力最低只有600～800MPa。对于设备能力不足，温挤压外圈时可以采用，挤压后分离下部实心部分，它可以不经再次退火能直接进行冷挤压或温挤压内圈。第Ⅳ种是双圈复合挤压成形方案，在生产上虽未见采用，但实际上是可行的。该方案经实际测定挤压力较小，同时可以成形两个轴承圈，废料仅是一个底部，所以材料利用率较高。第Ⅴ种成形方案，由于前端心轴容易损坏，因此，温挤压成形时用得不多。第Ⅵ种成形方案，是目前国外已经在生产中使用的一种方案。由于是空心正挤压和复合挤压，可降低单位挤压力，对减少能量消耗，提高模具寿命是有利的。

目前轴承套圈温挤成形用得较多的是第Ⅰ种单圈反挤压及第Ⅱ种杯-杯复合挤压成形工艺，其具体工艺过程分别如表7-21及表7-22所示。

表7-21 轴承圈单圈温（反）挤压工艺过程

（续）

表7-22 204轴承圈塔形温挤压工艺过程

（续）

7.8.3 不锈钢温挤压工艺

随着航空、石油化工、动力、仪器仪表、汽车、食品、日用品等工业的发展，不锈钢制品的需要量也日益增多。由于良好的耐蚀性（抗氧化、抗酸作用）及较高的力学性能，它的用途越来越广泛。因此，不锈钢温挤压成形工艺也不断地得到应用。

目前用于温挤压成形的不锈钢有马氏体型及奥氏体型两种，其化学成分、热处理规范及力学性能见表7-23。马氏体型不锈钢12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13等，可以通过淬火进行强化，温挤压前用退火进行软化处理。奥氏体型不锈钢06Cr19Ni10、12Cr18Ni9等在一般温度下保持纯奥氏体组织，可加热到1100～1150℃固溶后，急冷进行软化处理。

表7-23 不锈钢的热处理规范及力学性能

不锈钢温挤压成形的特点如下所述。

（1）室温变形抗力大且冷作硬化严重 不锈钢在室温时具有高的变形抗力，它们在室温时的力学性能与20钢和黄铜H62的比较如表7-24所示。此外，不锈钢具有较大的冷作硬化。当然，只要正确地选择温挤压温度，就可以大大降低变形抗力。由不锈钢试验得出，马氏体型不锈钢在600～800℃进行温挤压成形较为合适；奥氏体型不锈钢温挤压成形温度控制在200～350℃是适宜的。

表7-24 几种金属材料的力学性能

（2）粘模能力强 金属微粒在温挤压时容易粘附到模具上，从而使模具和零件表面损伤。如果对温挤压润滑剂选择不当，就会发生严重的粘模现象，甚至根本无法进行生产。

因此，不锈钢温挤压温度的选择和润滑剂的选用及其使用方法，特别是润滑剂的选择是顺利地进行不锈钢温挤压加工生产的关键。

图7-40所示为不锈钢电动机外壳温挤压工序。毛坯直径为φ25.8mm，其长度按挤压件体积和已确定的毛坯直径计算出，它等于16mm。挤压温度为260℃，挤压设备为液压机，经过两次挤压成形。

图7-40 不锈钢电动机外壳温挤压工序

a）毛坯 b）第一次反挤压 c）第二次正挤压

不锈钢12Cr18Ni9电动机外壳的温挤压工艺流程为：备料→固溶软化→清理表面→表面草酸盐处理和85%（质量分数）氯化石蜡+15%（质量分数）二硫化钼润滑→炉中加热→第一次反挤压→固溶软化→清理表面→表面草酸盐处理和85%（质量分数）氯化石蜡+15%（质量分数）二硫化钼润滑→炉中加热→第二次正挤压→低温退火。

图7-41 20Cr13不锈钢杯形温挤压件

a）毛坯 b）反挤压

图7-41所示为一个内孔阶梯形的20Cr13不锈钢杯形温挤压件，其反挤压断面缩减率ε_F=75%。这个零件用一次工序进行冷挤压是比较困难的。目前已成功地采用温挤压加工，毛坯不必作退火处理，温挤压的加热温度为850℃（炉温）。由于是在机械压力机上成形，温降较小（仅约20～50℃），另外，因受变形热效应的作用，使此项工艺进行顺利。润滑剂用玻璃粉，模腔内涂二硫化钼油剂。

图7-42所示为奥氏体不锈钢06Cr19Ni10螺钉温挤压的变形工序。变形温度选用250～350℃较为合适。

图7-43所示为奥氏体不锈钢螺钉温挤压模具。该模具的特点是，上凸模1和下凹模6都采用组合结构形式，可保证较高的模具使用寿命。

图7-42 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10螺钉温挤压变形工序

a）毛坯 b）正挤压 c）头部镦粗 d）头部六角成形

图7-44所示为奥氏体不锈钢12Cr18Ni9保护管温挤压变形工序，变形温度为350℃。

图7-43 奥氏体不锈钢06Cr19Ni10螺钉温挤压模具

1—上凸模 2—上部六角凹模 3—上凹模中层预应力圈 4—上凹模外层预应力圈 5—螺钉挤压件 6—下凹模 7—下凹模中层预应力圈 8—下凹模外层预应力圈 9—顶料杆 10—下垫板 11—下顶杆

图7-44 奥氏体不锈钢12Cr18Ni9保护管温挤压变形工序

a）毛坯 b）正挤压件

图7-45所示为奥氏体不锈钢12Cr18Ni9保护管正挤压模具。由于保护管挤压件的形状关系，在凹模设计上应采用横向分割型组合结构。

图7-46所示为奥氏体不锈钢12Cr18Ni9宽凸缘仪表零件，用毛坯（尺寸：φ10mm×35mm）进行温镦工艺获得的。毛坯经软化热处理（淬火），软化热处理规范为：在1100℃加热5～10min后，再在沸腾的水中冷却。处理后毛坯硬度由250HBW降至130HBW。温镦前毛坯经草酸盐处理。

奥氏体不锈钢12Cr18Ni9宽凸缘仪表温镦模具如图7-47所示。毛坯在箱式电阻炉中加热。温镦工序在2500kN液压机上进行。温镦时在模具上涂润滑剂二硫化钼15%（质量分数）加氯化石蜡85%（质量分数）。

图7-45 奥氏体不锈钢12Cr18Ni9保护管正挤压模具

1—上模板 2—凸模固定圈 3—上垫块 4—锥形压圈 5—紧固螺母 6—凸模 7—上凹模 8—上凹模中圈 9—上凹模外圈 10—凹模固定圈 11—下凹模外圈 12—下凹模中圈 13—下凹模 14—下模板 15—顶杆 16—下垫板

图7-46 奥氏体不锈钢12Cr18Ni9宽凸缘仪表宽件

图7-47 奥氏体不锈钢12Cr18Ni9宽凸缘仪表件温镦模具

1—上模板 2—导向套 3—上外预应力圈 4—上内预应力圈 5—上凹模 6—上凸模 7—上垫板 8—下凹模 9—下内预应力圈 10—下外预应力圈 11—下凸模 12—固定圈 13—限程套 14—小顶块 15—下垫板 16—顶杆 17—下模板

7.8.4 高温合金温挤压工艺

随着航空与宇航工业的迅速发展，现在已经可以采用温挤压工艺制造各种高温合金零件。图7-48所示为用高温合金GH1140温挤压成形的涡流器内环零件。与旧的切削加工方法相比，采用温挤压工艺大大节约了昂贵的高温合金材料，并可实现少无切屑加工，明显降低了生产成本。同时，还可以使用边余料作为原材料冲出毛坯，如图7-49所示。

图7-48 涡流器内环零件

图7-49 涡流器内环温挤压件的毛坯

高温合金温挤压工艺的特点与不锈钢温挤压加工类似，即变形抗力大，硬化率高和粘模能力强。

为了降低变形抗力，提高模具寿命，低温温挤压前应进行软化热处理（淬火）。一般原始毛坯硬度为230HBW左右。如采用温度1150℃加热，保温15min，在沸腾的水中冷却，硬度可降低至160HBW左右。这时，经电镜检查，晶界的碳化物已全部溶入奥氏体中，但奥氏体晶粒显著长大，热疲劳性能和高温塑性下降。而在1100℃中加热，保温15min，在冷水中或空气中淬火，材料硬度降至170～178HBW。这时，晶界上的碳化物大部分已溶入固溶体，链状存在的方形γ′相已经消失，晶粒长大不显著。因此，应采用1100℃加热，在冷水中或空气中冷却的软化热处理工艺。

毛坯在温挤压前经草酸盐处理，使用二硫化钼15%（质量分数）加氯化石蜡85%（质量分数）作为润滑剂。

图7-50 GH1140单位挤压力与变形程度的关系

由于高温合金的粘附现象严重，实际生产中高温合金GH1140用的温挤压温度不宜高于400℃。GH1140在室温和在340～380℃挤压时，其单位压力与变形程度的关系如图7-50所示。从该图可见，在340～380℃温挤压时，反挤压变形程度不应大于55%，正挤压变形程度不应大于70%，极限变形程度的确定与所选用模具钢可承受的单位压力有关。具体采用毛坯加热温度为360℃，保温30min，使用电阻炉加热。反挤压一次成形，变形程度48%。由于GH1140材料粘模，所以卸料力很大，有时可能因此而造成凸模折断。因此，除注意润滑剂的选择和使用外，尚应精心设计和加工凸模。模具预热温度为100～150℃。模具工作部分材料选用高速钢W6Mo5Cr4V2。温挤压加工在曲柄压力机上进行。

7.8.5 铝合金温挤压工艺

硬铝合金2A12和超硬铝合金7A04是可热处理强化的铝合金，它们分别属于Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Mg-Cu系，在工业中应用广泛，但其塑性指标低，属于低塑性材料。采用温挤压变形，不但可以降低其变形抗力，而且可以提高其塑性。

温挤压用毛坯经410℃，保温3h的退火后，硬度可降至63HBW左右。挤压结束，零件空冷。用石墨加全损耗系统用油润滑模具。

图7-51和图7-52分别表示出了2A12和7A04铝合金在不同变形程度下复合挤压所需凸模单位压力和挤压温度的关系。由图可见，从室温到400℃左右，凸模压力随温挤压温度升高都是降低较快的。超过400℃以后，由于合金固溶强化作用有所增加，因而压力下降变缓。但是，7A04合金在正挤压ε_正=75%和反挤压ε_反=32%的变形组合时有些例外。

图7-51 2A12硬铝复合挤压凸模单位压力与挤压温度的关系

注：ε_正为正挤压变形程度；ε_反为反挤压变形程度。

图7-52 7A04超硬铝复合挤压凸模单位压力与挤压温度的关系

注：ε_正为正挤压变形程度；ε_反为反挤压变形程度。

表7-25列出了2A12和7A04铝合金温热和室温复合挤压试验时，100个试样中部分出现表面周期性裂纹试样的变形条件。在冷挤压时，全部试样不管其变形程度大小，均出现裂纹。超硬铝7A04在200℃以上温挤压时，表面不再出现裂纹。但硬铝2A12在260℃挤压时，仍出现裂纹。正挤压部分的变形程度ε_正一定时，反挤压部分的变形程度ε_反增大，使杯形内表面处出现裂纹的趋势增大。因此，为了防止产生周期性表面裂纹，在此变形程度时，2A12温挤压温度应高于300℃，7A04应高于200℃。

对复合挤压件纵截面的不同部位测其硬度值，然后算出产品的平均硬度。图7-53和图7-54分别表示出了2A12和7A04铝合金复合温挤压产品的平均硬度与挤压温度的关系。从室温到300℃左右，产品平均硬度随挤压温度升高而略有下降或几乎不变，但其值均高于退火毛坯硬度值（62～63HBW）。这说明尽管由于挤压温度升高，动态回复行为逐渐活跃，但仍有一定的冷作硬化。挤压温度超过300℃，产品硬度开始上升。当挤压温度超过400℃时，挤压件平均硬度已接近或超过原材料淬火时效状态的硬度水平（121～129HBW）。这是由于在300℃以上，随着挤压温度升高，合金元素溶入基体更多，变形后空冷使合金保持部分甚至大部淬火效应，随后在室温自然时效而使强度提高。温度越高，这一效应越显著，因而产品硬度就越高；同时，还保留部分冷作硬化效应。因此，其硬度可能达到甚至超过淬火时效状态的水平。

表7-25 2A12和7A04铝合金温热和室温挤压试验时出现裂纹试样的变形条件

注：1.正挤压变形程度ε_正=75%。

2.△表示出现裂纹。

图7-53 2A12硬铝温挤压产品平均硬度与挤压温度的关系

图7-54 7A04超硬铝温挤压产品平均硬度与挤压温度的关系