高合金(jin)鋼、鎳基(ji)耐熱(re)合金(jin)、鑄態(tai)鉬(mu)合金(jin)、燒結鉬(mu)鋯合金(jin)和(he)難熔(rong)金(jin)屬等都(dou)屬于(yu)低塑性難變(bian)形材料(liao)，在(zai)(zai)大多(duo)數情況(kuang)下，甚至在(zai)(zai)采用擠壓(ya)工藝加(jia)工時(shi)，也顯得可(ke)塑性不(bu)(bu)足(zu)。在(zai)(zai)擠壓(ya)這類材料(liao)時(shi)，金(jin)屬的(de)(de)連(lian)續性容易遭到破(po)壞。由(you)于(yu)引起金(jin)屬層不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)流動而(er)(er)產生的(de)(de)拉伸應(ying)力(li)，同時(shi)金(jin)屬與模具(ju)接觸層的(de)(de)溫度比較低，擠壓(ya)模與擠壓(ya)芯棒(bang)的(de)(de)間隙分布(bu)相對于(yu)空心(xin)坯壁厚的(de)(de)不(bu)(bu)對稱，導致金(jin)屬流動不(bu)(bu)對稱。金(jin)屬流動最(zui)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)(yun)的(de)(de)位置是擠壓(ya)管(guan)的(de)(de)內(nei)(nei)外表(biao)面，因此，在(zai)(zai)擠壓(ya)管(guan)內(nei)(nei)表(biao)面產生缺陷的(de)(de)可(ke)能性最(zui)大，而(er)(er)外表(biao)面則有(you)材料(liao)連(lian)續性被破(po)壞的(de)(de)危險。
一、提高材料可塑性
材(cai)料(liao)的(de)可(ke)塑性(xing)降(jiang)低(di)，導(dao)致(zhi)擠壓(ya)鋼(gang)管表面產生(sheng)(sheng)缺陷的(de)可(ke)能性(xing)增(zeng)加(jia)。坯(pi)料(liao)表面的(de)接觸摩擦不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)，引起(qi)鋼(gang)管圓(yuan)周金屬(shu)流動的(de)不(bu)(bu)均(jun)勻(yun)。為了防止擠壓(ya)制品產生(sheng)(sheng)缺陷，均(jun)勻(yun)地(di)涂敷(fu)玻璃(li)潤滑劑顯得十分重要。除此之外，對(dui)于(yu)低(di)塑性(xing)難變形材(cai)料(liao)的(de)擠壓(ya)，還可(ke)以采(cai)取以下工(gong)藝措(cuo)施來提高材(cai)料(liao)的(de)可(ke)塑性(xing)，防止擠壓(ya)材(cai)料(liao)連續性(xing)的(de)破壞：
1. 包塑性(xing)包套
在坯料的內表(biao)面(mian)(mian)上包(bao)(bao)一(yi)層(ceng)塑(su)性金(jin)屬，從而在擠壓變(bian)形(xing)時，在塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)內承受著最大(da)的拉應力。當(dang)被擠壓金(jin)屬的可塑(su)性比較(jiao)低(di)時，塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)包(bao)(bao)在外(wai)表(biao)面(mian)(mian)。包(bao)(bao)塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)有幾種方法：a. 套(tao)管(guan)(guan)與坯料用簡(jian)(jian)單的機械結合(he)，這種方法最簡(jian)(jian)單；b. 電解涂層(ceng)；c. 離(li)心鑄造等。在擠壓鎳合(he)金(jin)管(guan)(guan)（如Ni36GrTiAIMo合(he)金(jin)管(guan)(guan)）時，采用第(di)一(yi)種方法包(bao)(bao)塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)，擠壓出的鎳合(he)金(jin)管(guan)(guan)的內表(biao)面(mian)(mian)質量如圖5-4所(suo)示(shi)。
在擠壓鎳合金時，用321不(bu)銹鋼(gang)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)用帶錐度的擠壓(ya)芯棒
在擠壓(ya)高強(qiang)度合(he)(he)金時，由于(yu)高強(qiang)度合(he)(he)金的最大(da)變(bian)形力很大(da)，為了減小(xiao)變(bian)形力，采用端部帶錐度的擠壓(ya)芯棒。
3. 坯料前端焊接碳鋼墊(dian)片(pian)
擠(ji)壓(ya)(ya)高強度(du)鎳合(he)金(jin)管(guan)時，將碳(tan)鋼(gang)制成50mm厚的墊片(pian)，并(bing)將其(qi)焊接在坯料(liao)前端。這樣(yang)可以降低開始擠(ji)壓(ya)(ya)時最大壓(ya)(ya)力(li)的峰值，擠(ji)壓(ya)(ya)完成后碳(tan)鋼(gang)墊片(pian)會形成擠(ji)壓(ya)(ya)管(guan)的前端。
4. 坯(pi)料后端焊(han)接塑(su)性墊片
為了(le)充分利(li)用(yong)貴金屬，并使擠壓后擠壓管與壓余容(rong)易(yi)分離，在(zai)個(ge)別情況下可將塑性墊片焊接在(zai)坯料的后端，墊片的厚(hou)度應該是使其完全成為壓余的厚(hou)度。
5. 用反擠壓(ya)法提高材料的塑(su)性
在變(bian)形條件下，當(dang)變(bian)形區內建(jian)立起(qi)推力(li)(li)時，工作液體(ti)的(de)(de)(de)靜壓力(li)(li)可以增高到金屬材(cai)料屈(qu)服極限的(de)(de)(de)5~6倍(bei)，因而甚至可成功擠壓易碎的(de)(de)(de)材(cai)料，如粉末冶(ye)金的(de)(de)(de)坯(pi)料、灰口鐵等。
6. 建立(li)“反(fan)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. 降低坯料加熱溫(wen)度
當擠壓(ya)管(guan)有(you)一層(ceng)易碎材(cai)料(liao)的(de)雙(shuang)金屬管(guan)或(huo)雙(shuang)層(ceng)管(guan)時(shi)，為(wei)了提高變形區內工(gong)作(zuo)液(ye)體的(de)靜(jing)壓(ya)力(li)，可(ke)采用降低(di)坯(pi)料(liao)加熱溫度的(de)方法。在(zai)這種情況下，易碎層(ceng)的(de)可(ke)塑性顯著提高，防(fang)止了裂紋的(de)產生。
8. 采用(yong)帶圓錐孔型(xing)的(de)模具
俄(e)羅斯巴爾金(jin)中央黑色冶金(jin)科(ke)學研究(jiu)院在(zai)(zai)拼壓(ya)不銹鋼、鎳基高溫合金(jin)和難熔金(jin)屬(shu)時，采(cai)(cai)用(yong)帶圓錐孔型(xing)的模子進(jin)行試驗，其最小的擠(ji)壓(ya)力是發(fa)生在(zai)(zai)采(cai)(cai)用(yong)的擠(ji)壓(ya)模喇叭(ba)口(kou)入口(kou)角度2am=90°~120°的情況下，擠(ji)壓(ya)模的進(jin)口(kou)喇叭(ba)口(kou)入口(kou)角在(zai)(zai)90°~120°間上下波動，都會使擠(ji)壓(ya)力平均增加10%~15%。
9. 采用(yong)鉬合金“可(ke)拆換(huan)環”的(de)組合結構擠壓模
組合(he)模(mo)由(you)模(mo)盒(he)、模(mo)環(huan)(huan)(huan)、彈(dan)簧組成，為了提高擠(ji)壓過程的穩定(ding)性，模(mo)環(huan)(huan)(huan)可采用鉬合(he)金(jin)（MTZ)制作(zuo)。擠(ji)壓操(cao)作(zuo)時，可由(you)10~16個鉬合(he)金(jin)環(huan)(huan)(huan)組成的擠(ji)壓模(mo)輪流作(zuo)業，由(you)于(yu)模(mo)盒(he)與模(mo)環(huan)(huan)(huan)借(jie)助于(yu)彈(dan)簧固定(ding)，可以方便地裝(zhuang)卸。
二、特(te)殊結構組合擠(ji)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)包含了設計擠壓模孔型時的全部要素尺寸(cun)。
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。
將粉末狀玻璃(li)潤(run)滑劑(ji)，附加黏結劑(ji)（水玻璃(li)、紙漿廢(fei)液等）的(de)混合物(wu)裝入組合模干燥(zao)后使用。
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(bo)璃(li)潤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(bu)銹鋼產品時發現，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(wei)了避免擠(ji)壓(ya)(ya)產品(pin)(pin)出(chu)現(xian)性能的(de)(de)各(ge)向異(yi)性，擠(ji)壓(ya)(ya)時強迫產品(pin)(pin)在(zai)成形(xing)過程中進(jin)行旋(xuan)轉，造(zao)成擠(ji)壓(ya)(ya)產品(pin)(pin)性能各(ge)向異(yi)性的(de)(de)相(xiang)組織條紋線呈螺(luo)(luo)旋(xuan)形(xing)布置(zhi)。在(zai)模子(zi)錐形(xing)部分(fen)(fen)刻成螺(luo)(luo)旋(xuan)形(xing)的(de)(de)凹(ao)線，而在(zai)模子(zi)的(de)(de)圓柱帶(dai)無這種凹(ao)槽(cao)。擠(ji)壓(ya)(ya)時，產品(pin)(pin)依(yi)靠這種專(zhuan)門的(de)(de)模子(zi)旋(xuan)轉，完成附加(jia)相(xiang)的(de)(de)螺(luo)(luo)旋(xuan)形(xing)分(fen)(fen)布，擠(ji)壓(ya)(ya)出(chu)的(de)(de)鋼管(guan)仍(reng)具有光滑外表(biao)面。在(zai)采用帶(dai)凹(ao)線入口錐形(xing)模擠(ji)壓(ya)(ya)，含(han)硼(peng)產品(pin)(pin)力(li)學性能的(de)(de)各(ge)向異(yi)性明顯(xian)下降。
