在挤压力作用下，金属在挤压变形区内发生的塑性变形的过程。金属流动状况对挤压制品的组织性能、尺寸形状以及表面状态有重要的影响；而金属的流动又受到金属的性质、挤压方法及挤压工艺条件的限制。

挤压金属的流动特点

挤压过程分填充挤压、基本挤压和紊流挤压3个阶段，各个阶段金属的流动有各自的特点。

填充挤压阶段  

为了便于把锭坯装入挤压筒中，锭坯的直径应小于挤压筒内径。因此，在挤压时，首先进行填充挤压，迫使金属在挤压简内镦粗和充满模孔，挤压力上升到最大值。填充挤压过程如图1所示。开始坯料与模端面接触部分的轴向应力σ₁比其他部分大，而先达到塑性条件，发生塑性变形。但由于端面摩擦力作用，变形量很小。当继续加大挤压力时，坯料的变形类似自由体镦粗，而呈鼓形。随后继续压缩坯料，由于在部位Ⅱ处的金属对容器壁的摩擦，径向应力σ_r增加，此时轴向应力σ₁、径向应力σ_r和周向应力σ_s都很大，继续塑性变形困难。那么，在部位I上的坯料所受的平均单位压力比部位Ⅲ上的大。因此，部位I的挤压筒的空腔的部位I首先被金属所填满，而后填满靠近凹模的部位Ⅲ。有时当挤压坯料的长度与直径的比等于或大于3～4并且挤压比又较大时，部位Ⅲ处的空气或润滑剂完全燃烧的产物，在挤压时受到剧烈地压缩挤并且明显发热，气体会进入坯料表面的微裂纹中，通过模孔被焊合，继而在出模孔后形成气泡；或者未能焊合而在出模孔后使制品表面起皮坯料和挤压筒间的间隙越大，这种缺陷就越严重为了避免制品表面起皮缺陷，锭坯的长度与直径之比最好小于3～4，或者采用梯温加热。

基本挤压阶段    

金属开始由模孔流出到挤压过程将要结束时止。在正向挤压过程中，挤压力随着铸锭长度的减少而平稳下降；当反向挤压时，挤压力随着挤压过程的进行而基本保持不变，金属流动比较均匀。基本挤压阶段金属的流动随挤压条件的变化而有所不同。一般情况下，金属流动相当于无数同心薄壁圆管的流动，内外层金属不发生交错或紊流。图2为用单孔锥形模进行不带润滑的正向挤压时，在基本挤压阶段中变形过程的坐标网格发生的较大的变化。横向坐标线在挤压后都有较大的弯曲，说明中心部分的金属流动快，而外层金属变形滞后于中心部分变形。横向坐标线的弯曲程度由棒材的前端往后端逐渐增加，到一定位置后趋于稳定。纵向坐标线在进出塑性变形区时发生方向相反的两次弯曲，其弯曲角度由中心层向外层逐渐增加，这表明金属内外层变形的不均匀性。纵向坐标线在进入塑性变形区之前距离垫片不远处发生明显的弯曲，形成细颈这是由于外层金属向中心部分压缩而形成的。挤压后的坐标网格也存在着畸变。中间方格为近似矩形，外层的方格变为近似平行四边形，说明金属有剪切变形。在挤压筒内存在着前端和后端两个难变形区。在金属变形区中存在剧烈的滑移区，从低倍组织观察有明显的金属流线和金属晶粒的破碎。

紊流挤压阶段    

正向挤压时，在挤压筒中锭坯长度减小到接近变形区压缩锥高度时的金属流动阶段。这时挤压力升高，金属径向流动增加，外层金属沿着挤压垫片从周边向中心作回转交错的紊乱流动，并形成了挤压缩尾。反向挤压时此阶段的金属流动与正向挤压相类似。

挤压金属的流动模型   

在不同的工艺条件下挤压各种制品，金属流动是不同的。根据金属流动的特性分析，挤压金属的流动模型基本上有4种(图3)。

流动模型I   

在反向挤压和静液挤压时出现。锭坯与挤压筒之间绝大部分没有摩擦力，只有靠近模子附近处筒壁上才存在着摩擦力，金属流动均匀，几乎沿锭坯整个高度都没有金属周边层剪切变形，弹性区的体积较大，塑性变形区只局限在模口附近，死区很小。在整个挤压的过程中，压力、变形和温度条件稳定，所以不产生中心缩尾和环形缩尾。

流动模型Ⅱ   

在润滑挤压时，锭坯与挤压筒间的摩擦极小时出现。塑性变形区与死区比I型大些，金属的流动较均匀，不产生中心缩尾和环形缩尾。一般情况下，挤压紫铜、黄铜、锡磷青铜、铝、镁合金、钢等属于Ⅱ型流动模型。

流动模型Ⅲ    

锭坯内外温差较大，且受到挤压筒和模子的较大摩擦时出现。塑性变形区几乎扩展到整个锭坯，但在基本挤压阶段尚未发生外部金属向中心流动的情况

在挤压后期出现较短的缩尾。一般情况下，挤压a黄铜、白铜、镍合金、铝合金等属于Ⅲ型流动模型。

流动模型Ⅳ       

当挤压筒与锭坯间的摩擦力很大，且锭坯内外温差又很大时出现。金属流动不均匀，挤压后期易出现缩尾。挤压a+β黄铜、铝青铜、钛合金等属于Ⅳ型。

影响金属流动的主要因素    

挤压时金属的流动受各种挤压条件及工艺参数等因素的影响，主要有以下几点：(1)挤压方法。反向挤压比正向挤压流动均匀，冷挤压比热挤压流动均匀，润滑挤压比不润滑挤压流动均匀。挤压方法的影响是通过摩擦条件的改变而实现的。

(2)挤压温度。挤压温度升高、坯料的变形抗力降低时金属的不均匀流动加剧。挤压过程中，如果挤压筒和模子的加热温度过低，外层与中心层的金属温差大，则金属流动的不均匀性增加。金属导热性越好，在锭坯断面上温度分布越均匀。

(3)金属强度。在其他条件相同时，金属强度越高，金属流动越均匀。

(4)模角   。模角a(即模子端面和中轴线间的夹角)越大，则金属流动越不均匀。当采用多孔模挤压时，模孔排列合理，则金属流动趋于均匀

(5)变形程度。变形程度过大或过小，金属流动都不均匀。

(6)挤压速度。挤压速度增高，金属的不均匀流动加剧。

挤压金属流动的测试方法    

研究金属流动的测试方法有坐标网格法(见网格法)、光塑性法、云纹法、视塑性法及低倍与高倍组织法。坐标网格法是研究挤压金属流动常用的方法。低倍与高倍组织法是在生产条件下常用的方法，取挤压制品和压余的纵、横断面，经抛光腐蚀后，根据低倍组织变化和流线来研究金属的流动情况，或根据高倍组织变化，观察金属组织分布。此法的优点是试样制备迅速、简单，可清晰观察到塑性变形区内的剧烈滑移区、模子边部的死区以及不同部位的主变形方向和相对变形大小。