高合金鋼、鎳基耐(nai)熱合金、鑄態鉬合金、燒結鉬鋯合金和難熔金屬(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)都屬(shu)(shu)(shu)(shu)于低(di)塑性難變(bian)形材(cai)料(liao)，在(zai)(zai)大多數情況下(xia)，甚至在(zai)(zai)采用擠壓(ya)工(gong)藝加工(gong)時(shi)，也顯得可塑性不(bu)(bu)足。在(zai)(zai)擠壓(ya)這類材(cai)料(liao)時(shi)，金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)連續(xu)性容易遭(zao)到破壞。由(you)于引起(qi)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)層不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)流(liu)動(dong)(dong)而(er)產生的(de)(de)拉伸應(ying)力，同(tong)時(shi)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)與模具接觸層的(de)(de)溫度比(bi)較低(di)，擠壓(ya)模與擠壓(ya)芯棒的(de)(de)間隙分布相對于空心坯壁(bi)厚的(de)(de)不(bu)(bu)對稱，導致金屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)動(dong)(dong)不(bu)(bu)對稱。金屬(shu)(shu)(shu)(shu)流(liu)動(dong)(dong)最(zui)不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)位置是擠壓(ya)管的(de)(de)內(nei)外表(biao)面(mian)，因此，在(zai)(zai)擠壓(ya)管內(nei)表(biao)面(mian)產生缺陷的(de)(de)可能性最(zui)大，而(er)外表(biao)面(mian)則有材(cai)料(liao)連續(xu)性被(bei)破壞的(de)(de)危險。
一、提高材料(liao)可塑性
材(cai)(cai)料的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)塑性(xing)(xing)(xing)降低，導致(zhi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)鋼管(guan)(guan)表面產(chan)生缺(que)陷的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)能性(xing)(xing)(xing)增加(jia)。坯(pi)料表面的(de)(de)接觸(chu)摩擦不(bu)均(jun)勻，引起(qi)鋼管(guan)(guan)圓周(zhou)金屬流動的(de)(de)不(bu)均(jun)勻。為(wei)了防止(zhi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)制品產(chan)生缺(que)陷，均(jun)勻地涂敷玻璃(li)潤滑(hua)劑顯得十(shi)分重要。除此之外，對于(yu)低塑性(xing)(xing)(xing)難變形材(cai)(cai)料的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)，還可(ke)(ke)(ke)以采(cai)取以下工(gong)藝措施來提高材(cai)(cai)料的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)塑性(xing)(xing)(xing)，防止(zhi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)材(cai)(cai)料連續性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)破壞：
1. 包(bao)塑性包(bao)套
在坯料的內表面(mian)上包(bao)(bao)(bao)一(yi)層(ceng)塑(su)性(xing)金屬，從(cong)而在擠(ji)壓變形時(shi)，在塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)(tao)內承受著最大的拉應(ying)力(li)。當被擠(ji)壓金屬的可塑(su)性(xing)比較(jiao)低(di)時(shi)，塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)(tao)包(bao)(bao)(bao)在外表面(mian)。包(bao)(bao)(bao)塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)(tao)有幾(ji)種方(fang)法(fa)：a. 套(tao)(tao)管與坯料用簡(jian)單的機(ji)械結合，這種方(fang)法(fa)最簡(jian)單；b. 電解涂(tu)層(ceng)；c. 離(li)心鑄造等(deng)。在擠(ji)壓鎳(nie)(nie)合金管（如(ru)Ni36GrTiAIMo合金管）時(shi)，采用第(di)一(yi)種方(fang)法(fa)包(bao)(bao)(bao)塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)(tao)，擠(ji)壓出的鎳(nie)(nie)合金管的內表面(mian)質(zhi)量如(ru)圖5-4所示。
在擠壓鎳合金時，用321不銹鋼制作坯料內表面的塑性保護套。保護套的厚度與延伸系數有關，擠壓后塑性層壁厚為0.8~1.0mm.在擠壓Ni38CrTiAlMo5 合金管時，采用3.5mm的碳鋼內套，用電焊將碳鋼管焊接在坯料上。
2. 采(cai)用帶錐(zhui)度的擠壓芯棒
在(zai)擠壓高強度合金(jin)時，由(you)于高強度合金(jin)的(de)最(zui)大變(bian)形(xing)力很(hen)大，為了減(jian)小變(bian)形(xing)力，采用端部(bu)帶錐度的(de)擠壓芯棒(bang)。
3. 坯料(liao)前端焊接碳(tan)鋼墊(dian)片
擠(ji)壓(ya)(ya)高(gao)強(qiang)度鎳(nie)合金管(guan)時，將(jiang)碳鋼制成(cheng)50mm厚(hou)的墊(dian)片(pian)，并將(jiang)其焊接(jie)在坯料前(qian)(qian)端(duan)。這(zhe)樣(yang)可以降低開(kai)始擠(ji)壓(ya)(ya)時最大壓(ya)(ya)力的峰值(zhi)，擠(ji)壓(ya)(ya)完成(cheng)后碳鋼墊(dian)片(pian)會形(xing)成(cheng)擠(ji)壓(ya)(ya)管(guan)的前(qian)(qian)端(duan)。
4. 坯料(liao)后(hou)端焊接塑(su)性墊(dian)片
為了充分利用貴金屬(shu)，并使擠(ji)(ji)壓(ya)后擠(ji)(ji)壓(ya)管與(yu)壓(ya)余容易分離(li)，在(zai)(zai)個別情況下可(ke)將塑(su)性(xing)墊片焊接在(zai)(zai)坯料的后端，墊片的厚(hou)度應(ying)該是(shi)使其完全成為壓(ya)余的厚(hou)度。
5. 用(yong)反擠壓法(fa)提高材料的塑性
在變(bian)形條件下，當變(bian)形區內建立起(qi)推力時，工作液體的(de)靜(jing)壓力可(ke)以增(zeng)高到金(jin)屬材料屈服極限的(de)5~6倍，因(yin)而(er)甚至可(ke)成功(gong)擠(ji)壓易(yi)碎的(de)材料，如粉末冶金(jin)的(de)坯料、灰口(kou)鐵等。
6. 建(jian)立“反壓力”
在實際工業生產中，用低塑性合金擠壓管子時，采用將擠壓模的圓柱帶從10mm增加到15~25mm或者以小角度代替圓錐部分，即采用模子的人口角為5°~15°,使其建立“反壓力”，可成功地用鎳合金坯料擠壓出鎳管而沒有破壞。此時，工作液體的靜壓力僅提高到（1.5~1.8)σb。
7. 降低(di)坯料(liao)加熱溫度
當擠壓管有一層(ceng)(ceng)易碎材料的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)金屬管或雙(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)管時，為了提高(gao)(gao)變形區內工作液(ye)體的(de)(de)(de)靜壓力，可采用降低坯料加熱溫度(du)的(de)(de)(de)方(fang)法。在這(zhe)種情況下，易碎層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)可塑性(xing)顯(xian)著提高(gao)(gao)，防止了裂紋的(de)(de)(de)產(chan)生。
8. 采用帶圓(yuan)錐孔型的(de)模(mo)具(ju)
俄羅(luo)斯巴(ba)爾(er)金中央黑色冶(ye)金科學研究院在(zai)拼(pin)壓(ya)不(bu)銹鋼、鎳基高溫合(he)金和難熔金屬時(shi)，采用(yong)帶圓錐孔(kong)型的(de)模子進(jin)行試驗，其最小的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)是發生在(zai)采用(yong)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)模喇叭口入(ru)口角(jiao)度2am=90°~120°的(de)情況下，擠(ji)(ji)壓(ya)模的(de)進(jin)口喇叭口入(ru)口角(jiao)在(zai)90°~120°間上(shang)下波動(dong)，都會(hui)使擠(ji)(ji)壓(ya)力(li)平均增加(jia)10%~15%。
9. 采用鉬合金“可拆換環”的(de)組合結(jie)構擠壓模
組合(he)模(mo)(mo)由(you)(you)模(mo)(mo)盒(he)、模(mo)(mo)環(huan)、彈簧(huang)(huang)組成(cheng)，為了提高(gao)擠壓過(guo)程的(de)穩定(ding)性，模(mo)(mo)環(huan)可(ke)采(cai)用鉬合(he)金（MTZ)制(zhi)作。擠壓操作時，可(ke)由(you)(you)10~16個鉬合(he)金環(huan)組成(cheng)的(de)擠壓模(mo)(mo)輪(lun)流作業，由(you)(you)于模(mo)(mo)盒(he)與(yu)模(mo)(mo)環(huan)借助(zhu)于彈簧(huang)(huang)固定(ding)，可(ke)以方便地(di)裝卸。
二、特(te)殊結(jie)構組合擠壓模的使(shi)用
為了確保玻璃潤滑劑的連續供給，保護擠壓模工作部分免受過熱和磨損，俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科學研究院專門針對鎳基高溫(wen)合金和難熔金屬的擠壓設計了具有特殊結構的組合擠壓模，其結構如圖5-5所示。
該擠壓模由金屬模套1、特殊材料擠壓模2和特殊形狀潤滑墊3組成。潤滑墊3既是模子組成形狀的一部分，也可作為變形金屬的潤滑源。收縮錐的AB外環高度為h1,角度為α1,定徑孔直徑為2r1;內環高度為h2,錐角為α2,定徑孔直徑2r2<2r1.在該模子中，變形區的側面形狀的長度包括AB和BC兩部分，形成帶有由玻璃潤滑材料構成的入口錐的雙錐形孔型。模子平面BCDEF 被玻璃潤滑劑填滿，玻璃潤滑劑形成了第二個壓縮錐BC,其角度為αk為：
式（5-1)包含了設計擠壓(ya)模孔型時的全部要(yao)素尺寸。
改變第一和第二個圓錐之間的延伸系數的比值、角度α1和α2以及內部嵌入物的輪廓尺寸，可以得到不同定徑帶的配合，且同時并不超過模子的基本尺寸（高度h1).在r1=Rk時，可得到由母線AC和角度αoδ所成的圓錐模子定徑帶；在r1=r2時，在模子中產生凸緣長度為BC的圓錐或平面（α1=90°)定徑帶。因此，模子潤滑錐的角度a,可以在αoδ~0°范圍變化。
將(jiang)粉末(mo)狀(zhuang)玻(bo)璃潤滑劑(ji)，附加(jia)黏結劑(ji)（水玻(bo)璃、紙漿(jiang)廢(fei)液等）的混合物裝入組合模干燥后(hou)使用。
擠壓前，在擠壓模上部的圓錐上放置玻璃潤滑墊。擠壓過程中玻璃的剩余物充滿空間3。在擠壓負荷的作用下，玻璃潤(run)滑劑被擠壓成模子不可分離的部分。模子中位于直接鄰近定徑區的玻璃潤滑劑可形成連續的玻璃膜，保證金屬在流體動摩擦條件下完成變形。而玻璃潤滑劑的隔熱性能可降低模子凸緣部分金屬的受熱程度，從而提高擠壓模的使用壽命。新型結構組合模的應用實踐表明，單從模子的使用壽命來考慮，新型結構組合模的使用壽命是圓錐模的數倍。
擠壓含硼的不銹(xiu)鋼產品(pin)時發現，產品縱向和橫向上的力學性能存在較大的各向異性，這是由于附加相的縱向變形顯著或不溶性非金屬化合物在縱向呈條狀所致。
為了避免擠壓(ya)(ya)產品(pin)出現性(xing)能(neng)的各向(xiang)異性(xing)，擠壓(ya)(ya)時強迫產品(pin)在成(cheng)形過程中進(jin)行旋轉，造成(cheng)擠壓(ya)(ya)產品(pin)性(xing)能(neng)各向(xiang)異性(xing)的相組(zu)織條紋線(xian)呈(cheng)螺(luo)旋形布(bu)置。在模(mo)子(zi)(zi)錐形部分刻成(cheng)螺(luo)旋形的凹(ao)線(xian)，而在模(mo)子(zi)(zi)的圓柱(zhu)帶無這(zhe)種凹(ao)槽。擠壓(ya)(ya)時，產品(pin)依靠這(zhe)種專門的模(mo)子(zi)(zi)旋轉，完成(cheng)附加相的螺(luo)旋形分布(bu)，擠壓(ya)(ya)出的鋼管(guan)仍(reng)具有光滑外表面。在采(cai)用帶凹(ao)線(xian)入口錐形模(mo)擠壓(ya)(ya)，含硼產品(pin)力學性(xing)能(neng)的各向(xiang)異性(xing)明(ming)顯下降(jiang)。
