1.不同挤压速度下的温度场

图7-26所示为铝合金坯料的流动速度为0.08m/s、镁合金坯料的流动速度为0.1m/s、界面结合比为5∶5时的温度场分布图，从图中可以看出铝合金坯料经过挤压变形区的温度在510℃左右，镁合金的温度在530℃左右，低于其半固态挤压温度要求，需提高铝合金的挤压速度。图7-27所示为把铝合金的挤压速度提高到0.12m/s时，不同界面结合比下的温度场分布。从图中可以观察到，在模具运动0.08s时，两坯料都在各自的半固态温度区间，满足半固态共挤压的要求，此速度可用于双层复合管带芯轴挤压成形。

2.等效应力场和等效应变场

图7-28反映的是双层复合管内外界面结合比为3.5∶6.5、铝合金坯料和镁合金坯料挤压速度均为0.1m/s时的等效应力图和等效应变图。从图中可知应力分布不均匀，镁合金浆料的流动应力大于铝合金浆料的流动应力。当内外挤压凸模沿同一方向同时运动时，最大应力分布在工作带区以及坯料与模具接触的区域。主要原因是坯料与挤压模具工作带的摩擦产生了较高的切应变，而这种切应变从图7-28b中的等效应变图中可以看出。

图7-26 不同挤压速度下的温度场分布图

图7-27 不同界面结合比下的温度场分布图

3.不同界面结合比下的速度场

图7-29中显示的是两坯料挤压速度均为0.12m/s、模具运动0.07s时，两种坯料在不同界面结合比下的速度场分布。由图可见，其速度分布符合质量守恒定律。此外，图中还显示，与芯轴接触的内部镁合金坯料出现速度极小的区域（图中深色的部分），而且随着内部镁合金坯料所占比例的增大，速度极小的区域面积扩大。由于该速度较小的区域容易形成死区，对成形不利，实际挤压生产中应减少或避免此区域的形成。也就是说，在同一挤压速度下，选择界面结合比较小的情况。

图7-28 等效应力和等效应变分布图

根据不可压缩材料理论计算，界面结合比为3.5∶6.5时两坯料挤压出口速度几乎相等。但从图7-29a中明显可以看出两坯料的出口速度有一定差异，这说明在半固态成形中使用不可压缩材料理论时应作适当修正。在本研究中应把镁合金的初始挤压速度提高。当界面结合比为5∶5时，界面所在的位置为x=8，将其代入质量守恒的变换公式和中，使前两个公式的流出速度v₁相等可得，所以当v₀^w=0.12m/s时，v₀ⁿ=0.252m/s。当界面结合比为7∶3时，界面所在的位置为x=10，将其代入质量守恒的变换公式和中，使前两个公式的流出速度v₁相等可得，所以当v₀^w=0.12m/s时，v₀ⁿ=0.635m/s。

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图7-29 带芯轴挤压时不同界面结合比下的速度场分布图

图7-30 界面结合比为5∶5时不同挤压速度下的浆料流动图

图7-31 界面之间的接触力随时间变化（v_Al=0.12m/s，v_Mg=0.16m/s）

a）界面结合比5∶5 b）界面结合比3∶7

当界面结合比为5∶5时，不同挤压速度下两坯料的流动情况如图7-30所示。当v_Al=0.12m/s，v_Mg=0.16m/s时，内部镁合金坯料的流动距离远小于外部铝合金坯料的流动距离。当提高镁合金坯料的挤压速度到0.2m/s后，两坯料的流动距离相差缩小。

4.结合界面之间的接触力

当v_Al=0.12m/s，v_Mg=0.16m/s时，双层复合管带芯轴挤压成形界面之间的接触力随时间的变化如图7-31所示。从图中可以看出界面之间的接触力很小，大约为2500N。改变界面结合比对接触力的影响较小。

图7-32 界面结合比3∶7时正挤压和带芯轴挤压的应力场分布图

a）正挤压 b）带芯轴挤压