高(gao)合(he)金(jin)(jin)鋼、鎳基耐(nai)熱合(he)金(jin)(jin)、鑄態(tai)鉬合(he)金(jin)(jin)、燒結鉬鋯合(he)金(jin)(jin)和(he)難熔金(jin)(jin)屬(shu)等都屬(shu)于(yu)低(di)塑(su)(su)性(xing)(xing)難變(bian)形材料(liao)(liao)，在(zai)大(da)多數情況下(xia)，甚至在(zai)采用擠壓(ya)工(gong)藝(yi)加工(gong)時(shi)(shi)，也顯得可塑(su)(su)性(xing)(xing)不(bu)(bu)足。在(zai)擠壓(ya)這(zhe)類材料(liao)(liao)時(shi)(shi)，金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)連續性(xing)(xing)容(rong)易遭到破(po)壞。由(you)于(yu)引(yin)起金(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)不(bu)(bu)均勻的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)而產生的(de)(de)(de)拉伸應力，同時(shi)(shi)金(jin)(jin)屬(shu)與模(mo)(mo)具接觸層(ceng)的(de)(de)(de)溫度比(bi)較低(di)，擠壓(ya)模(mo)(mo)與擠壓(ya)芯棒的(de)(de)(de)間隙分布(bu)相對于(yu)空心坯壁(bi)厚的(de)(de)(de)不(bu)(bu)對稱，導致金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)不(bu)(bu)對稱。金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)最不(bu)(bu)均勻的(de)(de)(de)位置是擠壓(ya)管的(de)(de)(de)內(nei)外表面，因此，在(zai)擠壓(ya)管內(nei)表面產生缺陷的(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)最大(da)，而外表面則(ze)有材料(liao)(liao)連續性(xing)(xing)被破(po)壞的(de)(de)(de)危(wei)險。
一、提高材料(liao)可(ke)塑性
材(cai)料的(de)(de)可(ke)塑性降(jiang)低(di)，導致擠(ji)(ji)壓(ya)鋼管表(biao)面產生(sheng)缺陷(xian)的(de)(de)可(ke)能性增加。坯(pi)料表(biao)面的(de)(de)接觸(chu)摩擦(ca)不均(jun)勻，引(yin)起鋼管圓(yuan)周(zhou)金(jin)屬流動的(de)(de)不均(jun)勻。為了防(fang)止擠(ji)(ji)壓(ya)制品產生(sheng)缺陷(xian)，均(jun)勻地涂(tu)敷玻璃潤滑劑顯得(de)十分重要。除(chu)此之(zhi)外(wai)，對(dui)于低(di)塑性難變形(xing)材(cai)料的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)，還可(ke)以采取以下(xia)工藝(yi)措(cuo)施來提(ti)高材(cai)料的(de)(de)可(ke)塑性，防(fang)止擠(ji)(ji)壓(ya)材(cai)料連(lian)續性的(de)(de)破(po)壞：
1. 包(bao)塑(su)性包(bao)套(tao)
在坯料(liao)的(de)(de)內表面上包(bao)(bao)一層(ceng)塑(su)(su)性(xing)金(jin)屬，從而在擠壓(ya)變(bian)形時，在塑(su)(su)性(xing)包(bao)(bao)套內承受著最(zui)大(da)的(de)(de)拉應(ying)力。當(dang)被擠壓(ya)金(jin)屬的(de)(de)可塑(su)(su)性(xing)比較低時，塑(su)(su)性(xing)包(bao)(bao)套包(bao)(bao)在外表面。包(bao)(bao)塑(su)(su)性(xing)包(bao)(bao)套有幾種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法：a. 套管與坯料(liao)用(yong)簡單的(de)(de)機械(xie)結合(he)，這種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法最(zui)簡單；b. 電解(jie)涂層(ceng)；c. 離心鑄造等。在擠壓(ya)鎳合(he)金(jin)管（如(ru)Ni36GrTiAIMo合(he)金(jin)管）時，采(cai)用(yong)第一種(zhong)(zhong)(zhong)方(fang)法包(bao)(bao)塑(su)(su)性(xing)包(bao)(bao)套，擠壓(ya)出的(de)(de)鎳合(he)金(jin)管的(de)(de)內表面質量如(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(dai)錐度的擠壓芯(xin)棒
在擠(ji)(ji)壓高(gao)強度合金(jin)時，由于高(gao)強度合金(jin)的最(zui)大變形力(li)很大，為了(le)減小變形力(li)，采(cai)用端部帶錐度的擠(ji)(ji)壓芯(xin)棒。
3. 坯料前(qian)端焊接碳鋼(gang)墊片
擠(ji)壓(ya)(ya)高強度鎳合金管(guan)時，將碳鋼制成50mm厚的墊片(pian)，并將其(qi)焊接在坯(pi)料前端。這樣可以降(jiang)低開始擠(ji)壓(ya)(ya)時最(zui)大壓(ya)(ya)力(li)的峰值，擠(ji)壓(ya)(ya)完成后碳鋼墊片(pian)會形成擠(ji)壓(ya)(ya)管(guan)的前端。
4. 坯料后端(duan)焊接塑性墊片
為了充分利用(yong)貴(gui)金屬(shu)，并(bing)使(shi)擠壓(ya)(ya)后擠壓(ya)(ya)管(guan)與(yu)壓(ya)(ya)余容(rong)易分離，在個別情(qing)況下可(ke)將(jiang)塑(su)性墊片焊接在坯料的后端，墊片的厚(hou)(hou)度應該是(shi)使(shi)其(qi)完全成為壓(ya)(ya)余的厚(hou)(hou)度。
5. 用反擠壓法提高材料的塑(su)性
在變(bian)形條(tiao)件下，當變(bian)形區內建立起推力(li)時(shi)，工作液體的靜(jing)壓(ya)(ya)力(li)可以增(zeng)高到(dao)金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)屈服極(ji)限的5~6倍，因而甚至可成功擠壓(ya)(ya)易碎的材(cai)(cai)料(liao)，如粉末冶金(jin)的坯料(liao)、灰口鐵等。
6. 建立(li)“反壓(ya)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. 降低坯料加熱溫度(du)
當擠壓(ya)管(guan)(guan)有(you)一層(ceng)易碎(sui)材料的(de)雙金屬管(guan)(guan)或雙層(ceng)管(guan)(guan)時，為了提高變形區內工作(zuo)液體的(de)靜(jing)壓(ya)力，可(ke)采用降低坯料加熱溫(wen)度(du)的(de)方法。在(zai)這種情況(kuang)下，易碎(sui)層(ceng)的(de)可(ke)塑性顯著(zhu)提高，防止了裂紋的(de)產生。
8. 采(cai)用帶(dai)圓錐孔型(xing)的模具(ju)
俄羅斯巴(ba)爾金(jin)中央黑色冶金(jin)科學研究院在拼壓不銹鋼、鎳基高溫合金(jin)和難熔金(jin)屬時，采(cai)用帶圓錐孔型的(de)模子進行(xing)試驗，其最(zui)小的(de)擠(ji)壓力(li)是發生(sheng)在采(cai)用的(de)擠(ji)壓模喇叭(ba)口(kou)(kou)入口(kou)(kou)角度2am=90°~120°的(de)情況下(xia)，擠(ji)壓模的(de)進口(kou)(kou)喇叭(ba)口(kou)(kou)入口(kou)(kou)角在90°~120°間上下(xia)波動，都會使擠(ji)壓力(li)平(ping)均(jun)增加10%~15%。
9. 采用鉬合(he)金“可拆換環”的組合(he)結構擠壓(ya)模(mo)
組(zu)合模(mo)(mo)(mo)(mo)由模(mo)(mo)(mo)(mo)盒(he)、模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)、彈簧組(zu)成(cheng)(cheng)，為了(le)提高擠壓(ya)過(guo)程(cheng)的穩定性，模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)可采(cai)用鉬(mu)合金（MTZ)制作(zuo)。擠壓(ya)操作(zuo)時，可由10~16個鉬(mu)合金環(huan)組(zu)成(cheng)(cheng)的擠壓(ya)模(mo)(mo)(mo)(mo)輪(lun)流(liu)作(zuo)業，由于模(mo)(mo)(mo)(mo)盒(he)與模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)借(jie)助于彈簧固定，可以方便地裝卸。
二、特殊結(jie)構組合擠(ji)壓模的使用
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(jin)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(she)計擠(ji)壓模孔型時的(de)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(jiang)粉末狀玻(bo)璃潤滑劑，附(fu)加黏結劑（水玻(bo)璃、紙(zhi)漿廢液等）的混合(he)物裝入組合(he)模干(gan)燥后(hou)使(shi)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，玻璃潤滑(hua)劑(ji)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(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(wei)了避免擠(ji)壓產品出(chu)現性(xing)(xing)(xing)能的(de)各(ge)向(xiang)異性(xing)(xing)(xing)，擠(ji)壓時(shi)強迫產品在成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)過程中進行旋(xuan)轉，造成(cheng)(cheng)擠(ji)壓產品性(xing)(xing)(xing)能各(ge)向(xiang)異性(xing)(xing)(xing)的(de)相組織條紋線呈(cheng)螺旋(xuan)形(xing)(xing)(xing)布置(zhi)。在模(mo)子(zi)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)部分(fen)刻成(cheng)(cheng)螺旋(xuan)形(xing)(xing)(xing)的(de)凹(ao)線，而在模(mo)子(zi)的(de)圓柱帶無這(zhe)種(zhong)凹(ao)槽(cao)。擠(ji)壓時(shi)，產品依(yi)靠這(zhe)種(zhong)專(zhuan)門的(de)模(mo)子(zi)旋(xuan)轉，完成(cheng)(cheng)附加相的(de)螺旋(xuan)形(xing)(xing)(xing)分(fen)布，擠(ji)壓出(chu)的(de)鋼管仍具有光滑外表面。在采用帶凹(ao)線入口(kou)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)模(mo)擠(ji)壓，含(han)硼(peng)產品力學性(xing)(xing)(xing)能的(de)各(ge)向(xiang)異性(xing)(xing)(xing)明(ming)顯下(xia)降。
