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1。4。2 ECAP存在的问题

材料经由等挤角挤压变形后，材料的微观组织以及性能得到较大的改善，但是等径角挤压工艺仍然存在一些不足：

（1）塑性差的材料很难通过等径角挤压来细化晶粒，为了保证材料不发生断裂等缺陷，只能在高温下进行挤压，但是高温条件下进行挤压时对模具材料的高温硬强度要求有着巨大的提升。

（2）等径角挤压法的一般要经过多道次挤压变形，但是由于生产过程不连续，每道次过程中间需要人工送料，生产效率低下，限制了其工、商业化。

（3）现有条件下所制备的材料尺寸较小。因为随着试样体积增大，变形所需的载荷明显增加，模具的工作条件更加恶劣，对模具的要求显著提高，成本大为增加。

（4）原材料利用率不高。试样挤压后容易沿着挤压方向伸长，当伸长的试样再次进行等径角挤压时，容易发生开裂、脱落等情况，从而导致材料的大量浪费。

（5）为了保证加工时摩擦力对载荷影响减小，等径角挤压时一般会在模具通道和材料表面涂抹润滑剂，而挤压后的结果表明加入润滑剂的会使材料表面的清洁度变差。

1。4。3 ECAP的应用前景

利用等径角挤压技术制备超细晶材料，一方面拓宽了常规塑性加工方法的应用范围，一定幅度提高了传统材料的物理化学性能[[13]郑志军，高岩．块体纳米晶材料的大塑性变形制备技术．材料导报，2008，22（1）：90-93][13]，而且还为新材料的开发提供了更广阔的研究思路。虽然等径角挤压的晶粒细化机理仍然存在着争议，对影响等径角挤压的不同因素的研究也在不断的深入中。但等径角挤压制备得到的材料所具有优良的性能以及超塑性成形能力，都表明该方法具有良好的产业化应用前景，因此，本文在等径角挤压的基础上提出了侧挤结合正挤工艺改进方案。

1。5 有限元模拟文献综述

有限元数值模拟技术是最有前景、应用最为广泛且最有效的工艺仿真技术之一，在优化工艺设计、降低生产成本、缩短研究开发的周期以及预测成型过程中会产生的缺陷等方面发挥重要的作用。它能够解析金属变形状态，提供了多种输出方式，成为解决金属塑性变形问题的一种非常可靠的计算工具[[14]郑艳霞，赵西成，杨西荣，等．等径弯曲通道变形的有限元模拟现状．材料导报，2007，21（3）：97-100][14]。采用数值仿真计算进行数值实验是研究ECAP非常可行的方法之一。将有限单元法用于等径角挤压过程的研究可以节省试验费用，其高速性和可靠性还可以对等径角挤压多道次变形进行数值模拟，揭示等径角挤压过程中金属材料的流动规律，探讨各种工艺参数对变形的影响规律。本文中利用Deform软件进行有限元模拟研究。

1。6 课题研究内容、方法以及意义

等径角挤压材料在实际应用中的许多性能具有广泛的前景，被证明为是有效的细化晶粒、提高材料力学、物理性能的方法。通过对等径角挤压不足的认识，本课题采用侧挤压和正挤压相结合的方式对其功能进行改进如图1-3所示。采用纯铜材料进行挤压，鉴于数值模拟在模拟金属塑性成型过程中的优势，以及有限元分析在其他剧烈塑性变形方法模拟时的可靠性[[15]Kim H S。 On the effect of acute angles on deformation homogeneity in equal channel angular pressing。 Materials Science andEngineering A, 2006, 430(1-2): 346-349 

[16]许晓静，张雪峰，刘桂玲．等通道转角挤压下变形体长度对应力的影响及开裂判据分析．机械工程学报，2008，44（1）：222-226

[17]Yoon S C, Horita Z, Kim H S。 Finite element analysis of plastic deformation behavior during high pressure torsion processing。 Materials Process Technology, 2008, 201(1-3): 32-36 (责任编辑：qin)