近年來，在鋁型材擠壓方面開發(fā)了一種導流模，即在平模前端開設導流腔或在平模前面加設一個帶異形腔的導流模；金屬進入擠壓平面模?？字?，先經(jīng)過一次預變形，這樣就大大緩解了后續(xù)變形的不均勻性；相關(guān)研究人員對0.6~1.0mm的6063合金薄壁鋁型材的導流模擠壓進行了研究，并得出型材前端形狀齊平時導流孔形狀的經(jīng)驗設計數(shù)據(jù)；對擠壓壁厚差很大、形狀很復雜、用工作帶難以控制流速的型材，使用導流模效果特別明顯；生產(chǎn)實踐證明，鋁型材使用導流模擠壓，還可以保護平面模，提高模具壽命，以及實現(xiàn)連續(xù)擠壓；但目前鋁型材擠壓生產(chǎn)中所使用的導流模模腔形狀簡單，其控制流速分布的機制尚未弄清，沒有形成一套設計導流模的一般準則，限制了導流模技術(shù)的發(fā)展和推廣應用；為此，國內(nèi)外的許多學者、專家進行了大量的開發(fā)研究工作；為了提高鋁型材擠壓模具的設計水平，國家把導流模的開發(fā)研究列入了國家重點科技攻關(guān)項目，組織清華大學、西南鋁加工廠、東北輕合金加工廠的技術(shù)人員進行聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過幾年的試驗研究，取得了重大進展，于1990年通過了技術(shù)鑒定；該項目的主要研究內(nèi)容包括：

（1）鋁型材擠壓過程變形流動狀態(tài)的模擬實驗；分別用塑泥、鋁和6063鋁合金為實驗材料，先用多孔模擠壓分析研究影響金屬流動速度分布的主要因素；然后在多孔模上附加不同形狀的導流模進行擠壓分析研究導流模模膛尺寸對流出速度及擠壓力的影響；再用層狀彩色塑泥的擠壓實驗，對比分析采用普通平模擠壓和平模上附加不同形狀導流模擠壓的坯料內(nèi)部變形狀態(tài)，搞清了導流模擠壓的坯料內(nèi)部變形狀態(tài)和導流?？刂平饘倭魉俚臋C制；

（2）建立導流模尺寸設計的數(shù)學模型和實驗驗證；設計四組典型鋁型材的擠壓實驗，加工30套不同形狀的導流模，先后用塑泥、鋁和6063鋁合金進行擠壓實驗；確定了導流模設計公式中的有關(guān)系數(shù)，論證了導流模擠壓對改善金屬流動、提高鋁型材質(zhì)量有顯著作用；并在此基礎上進行了工廠實驗，生產(chǎn)證明，根據(jù)所提出的設計導流模及工作帶的數(shù)學模型作出的設計與工廠的實際設計十分接近，從而證明了開發(fā)研究的導流模設計技術(shù)的正確性；

（3）用三維剛粘塑性有限元法模擬鋁型材擠壓過程；編制了三維剛粘塑性有限元法計算程序，利用大型計算機對型材擠壓過程進行了數(shù)值模擬，為正確設計導流模提供了理論依據(jù)；該項目的主要研究成果包括：

1）搞清楚鋁型材擠壓過程中引起材料內(nèi)部質(zhì)點變形速度不均勻的主要原因是塑變區(qū)表面的摩擦阻力，包括塑變區(qū)和擠壓筒、平模端面及?？妆砻骈g的滑動摩擦以及塑變區(qū)內(nèi)不同的位置質(zhì)點流速的影響不同，在型材擠壓時，由于塑變區(qū)形狀非常復雜，因此表面摩擦對塑變區(qū)內(nèi)各部位質(zhì)點流速的影響更為復雜，難以找出簡單的定量關(guān)系；有時質(zhì)點流速差別很大，單靠改變模口工作帶寬度或?？谌虢且褵o法控制出口流速；

2）搞清了導流?？刂平饘倭魉贆C制；經(jīng)導流模擠壓后，塑性區(qū)分為兩層；改變導流模腔的局部寬度，改變了二次塑變區(qū)的局部擠壓比，從而改變了局部的出口流速；為此，當導流模有適當高度時，通過改變導流模開口尺寸，可以有效地控制材料的出口流速；

3）提出了正確設計導流模的要點；其主要內(nèi)容包括：

①導流模應有一定厚度，保證一次變形區(qū)和二次變形區(qū)分開；

②導流模的開口寬度不同，則局部擠壓比和流速不同；根據(jù)各部分模孔在平面模上的分布位置，從中心到邊緣逐漸加大，可補償金屬在中心流速快、邊緣流速慢的趨勢；如將導流模腔的開口形狀設計成與擠壓模孔的外輪廓相似，雖然也能在一定程度上減少金屬流動的不均勻性，但其流速仍然主要依靠工作帶寬度來完成；

③導流模腔與平面?？锥嗣鎽侠砼浜吓c過渡，以減少導流腔壁對金屬流動的影響；

④建立了設計導流模開口寬度和高度的數(shù)學公式：

式中

λ—二次塑變區(qū)的局部擠壓比，定義為導流模腔某一單元的面積與相對應的平模?？讍卧娣e之比；

S—平模?？啄骋粏卧闹行牡綌D壓筒壁的最短距離；

t—平模模孔某一單元的等效寬度，定義為t=2a/P，a為該?？讍卧娣e；

P—?？讍卧哪１诳傊荛L；

L—平面?？啄骋粏卧幍墓ぷ鲙挾?；

i—導流腔和平?？讋澐謫卧蟮膯卧?；

O—設計基準單元，該單元的λ、L為指定數(shù)值，通常選金屬較易流動處的?？撞糠譃榛鶞蕟卧?/span>

H—導流模的厚度；

T’—導流腔的最大開口寬度；

t’—平模?？椎淖畲箝_口寬度；

a1—端部系數(shù)，綜合反映導流模腔端部側(cè)壁的摩擦阻礙和?？锥瞬康牧鲃幼枇?；

a2—距離指數(shù)；

a3—模孔等效寬度指數(shù)；

a4—工作帶寬度指數(shù)；

根據(jù)試驗結(jié)果確定a1、a2、a3、a4的數(shù)值為：

a1為1（非端部單元）或0.38（端部單元）；a2=0.86；a3=1.13；a4=-1；

⑤編制了三維塑性有限元法計算機程序；可用模擬鋁型材擠壓的復雜變形狀態(tài)，得到變形過程中流速、應變分布和應力分布的詳細信息，為指導模具設計提供有力的工具；