不銹鋼管(guan)擠壓(ya)(ya)模(mo)是擠壓(ya)(ya)工模(mo)具中最易損壞的(de)(de)(de)模(mo)具。只有(you)在(zai)具有(you)擠壓(ya)(ya)模(mo)的(de)(de)(de)使用過(guo)程中所承(cheng)受的(de)(de)(de)負荷和溫度變化方(fang)面的(de)(de)(de)數據的(de)(de)(de)條件下，才能有(you)充分的(de)(de)(de)根據來選擇制造(zao)擠壓(ya)(ya)模(mo)的(de)(de)(de)材料。

 早在20世紀60年代末，德國的礦業研究院和格勒迪茨鋼廠，俄國的巴爾金中央黑色冶金科學研究院，全蘇不銹鋼管科學研究所和尼科波爾南方不銹鋼(gang)管廠，以及捷克斯洛伐克的黑色冶金科學研究院和切爾可夫冶金廠共同進行了這方面的試驗研究工作。

 為了確(que)定(ding)擠壓模截面上(shang)(shang)各點(dian)(dian)（圖7-41)的(de)溫度，采用帶(dai)有熱(re)電(dian)偶(ou)槽(cao)的(de)分塊結構的(de)模子，帶(dai)有直徑(jing)為0.3~0.5mm導(dao)線(xian)的(de)Cr-Al熱(re)電(dian)偶(ou)安放在(zai)模子壓縮(suo)錐的(de)起點(dian)(dian)和中點(dian)(dian)（點(dian)(dian)1、點(dian)(dian)2),圓(yuan)錐到定(ding)徑(jing)帶(dai)的(de)過渡處（點(dian)(dian)3)和模壁內（點(dian)(dian)4).在(zai)點(dian)(dian)1~3的(de)熱(re)電(dian)偶(ou)的(de)端點(dian)(dian)安置在(zai)距離模子表面深度1.5mm處。焊(han)接(jie)好(hao)已(yi)接(jie)上(shang)(shang)導(dao)線(xian)的(de)熱(re)電(dian)偶(ou)，用由氧(yang)化鋁和水玻璃(li)的(de)混合(he)物制(zhi)成的(de)絕緣物質填滿熱(re)電(dian)偶(ou)槽(cao)。然后把(ba)兩塊半(ban)模焊(han)接(jie)起來(lai)。

 為了校(xiao)準熱電偶(ou)，把(ba)裝(zhuang)配好的模子放(fang)在有固定溫度(du)的恒溫器中。熱電偶(ou)測出數值的記錄由H-700示波(bo)器完成，在記錄溫度(du)的同時還記錄了擠壓力。

 在擠壓CT3和06Cr18Ni11Ti鋼坯料時，坯料在有保護氣氛的爐子中加熱到1180~1200℃,擠壓筒的直徑為80mm、120mm,擠壓比為4、7.1、16。

 個別測量擠(ji)壓模溫度的試驗(yan)是在(zai)擠(ji)壓鉬合金(jin)ZrMo-2A時(shi)進行(xing)的。鉬合金(jin)擠(ji)壓時(shi)，采用石墨墊進行(xing)無壓余擠(ji)壓。

 研究了擠(ji)壓(ya)模受熱程度(du)與所用玻璃潤滑(hua)劑的黏度(du)、延(yan)伸系數(shu)、擠(ji)壓(ya)速(su)度(du)和(he)其他參數(shu)之間的關系。擠(ji)壓(ya)時擠(ji)壓(ya)模的受熱情況示于圖7-41.

 在(zai)(zai)采用(yong)(yong)玻(bo)璃潤(run)滑劑(ji)擠(ji)(ji)(ji)壓不銹鋼坯料(liao)的(de)(de)(de)條件下，擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)受(shou)熱(re)(re)的(de)(de)(de)一般情況示于圖7-41,由圖可(ke)知：（1)擠(ji)(ji)(ji)壓之(zhi)前(qian)擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)上(shang)存在(zai)(zai)著(zhu)體(ti)積上(shang)不均勻的(de)(de)(de)熱(re)(re)場，這是在(zai)(zai)冷模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)與被加(jia)熱(re)(re)到350℃的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)接(jie)觸(chu)之(zhi)后建立的(de)(de)(de)。這時，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大受(shou)熱(re)(re)（約280℃)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)同擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)(tong)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)的(de)(de)(de)部(bu)位（點(dian)(dian)1),而最(zui)(zui)小受(shou)熱(re)(re)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)內部(bu)（點(dian)(dian)4).(2)在(zai)(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓過(guo)程中，來自變形坯料(liao)的(de)(de)(de)流作用(yong)(yong)到模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)上(shang)，此熱(re)(re)流經過(guo)潤(run)滑墊發(fa)生(sheng)作用(yong)(yong)，而潤(run)滑墊的(de)(de)(de)厚度(du)從點(dian)(dian)1到點(dian)(dian)3逐漸(jian)減小。因(yin)此，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)工作圓錐表(biao)面的(de)(de)(de)受(shou)熱(re)(re)是不均勻的(de)(de)(de)。最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)增加(jia)ΔT發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)圓錐部(bu)位到定徑帶的(de)(de)(de)過(guo)渡(du)處(chu)（點(dian)(dian)3),此處(chu)潤(run)滑劑(ji)層最(zui)(zui)薄(bo)。在(zai)(zai)表(biao)面層，該區(qu)域的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)增加(jia)到300℃,而在(zai)(zai)深(shen)度(du)1.5mm處(chu)T3為(wei)200℃.在(zai)(zai)點(dian)(dian)1和點(dian)(dian)2處(chu)，ΔT的(de)(de)(de)數值不超過(guo)20~30℃.因(yin)此，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)上(shang)最(zui)(zui)大受(shou)熱(re)(re)處(chu)是區(qu)域3,該處(chu)表(biao)面層的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)達500℃,在(zai)(zai)深(shen)度(du)1.5mm的(de)(de)(de)層面平均溫(wen)度(du)為(wei)400℃.

 試(shi)驗時(shi)，采用以下(xia)材料制作擠壓模具：GW工具鋼(gang)、鎳基(ji)和難熔金(jin)屬(shu)為基(ji)的耐熱(re)(re)合金(jin)。這些(xie)材料的強(qiang)度(du)極(ji)限(xian)σ,和溫(wen)度(du)的關系示于圖7-42.從圖中可(ke)以看出(chu)，熱(re)(re)穩定性最好的工具鋼(gang)3Cr2W8V可(ke)以應用在不超(chao)過(guo)600℃的受熱(re)(re)溫(wen)度(du)下(xia)，超(chao)過(guo)該溫(wen)度(du)將引起此鋼(gang)強(qiang)度(du)極(ji)限(xian)的急劇下(xia)降。

 鎳基(ji)耐熱合金在800℃下(xia)可(ke)以保持足(zu)夠高的強(qiang)度(du)。在加(jia)熱到900℃時，這類(lei)合金還(huan)可(ke)以在不超過(guo)600MPa的載荷下(xia)工(gong)作。

 鉬基高溫合金表現出強度性能在很寬的溫度范圍內的穩定性，但其強度水平明顯地低于鎳基高溫合金。只有在1000℃以上的溫度時，鉬合金才具有比Ni-monic 合金更高的強度，但其應用受到擠壓時單位壓力不應當超過400MPa的限制。

為了確(que)定圖7-41試(shi)(shi)驗(yan)(yan)材料(liao)的耐磨性，將其制作成(cheng)模(mo)環(huan)(huan)進行試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。模(mo)環(huan)(huan)由(you)鉬合(he)金ZrMo-2A和(he)ZrMo-5、高溫合(he)金CrNi5NbWMoCoAl和(he)ЖSi6CoP以及工具(ju)鋼(gang)3Cr2W8V制成(cheng)。另外還試(shi)(shi)驗(yan)(yan)了硬質(zhi)合(he)金WCo25B模(mo)環(huan)(huan)。套環(huan)(huan)由(you)3Cr2W8V 鋼(gang)制成(cheng)并經熱處理，HRC=42~44.各種材料(liao)的模(mo)環(huan)(huan)的硬度列于(yu)表7-7中。

模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)以0.08~0.10mm的(de)(de)(de)過盈(ying)量被壓入套(tao)環(huan)(huan)(huan)中。以模(mo)(mo)孔直徑的(de)(de)(de)變化作(zuo)為評定模(mo)(mo)子磨(mo)損的(de)(de)(de)標準。采用最(zui)佳成分的(de)(de)(de)潤滑(hua)(hua)劑在(zai)(zai)(zai)擠壓不銹(xiu)鋼坯料的(de)(de)(de)條(tiao)件下進(jin)行試驗(yan)(yan)。為了研究模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)在(zai)(zai)(zai)更加嚴酷的(de)(de)(de)工作(zuo)條(tiao)件下工作(zuo)的(de)(de)(de)情況(kuang)，進(jin)行了無潤滑(hua)(hua)劑擠壓試驗(yan)(yan)。此時在(zai)(zai)(zai)模(mo)(mo)子點3部位(wei)的(de)(de)(de)受熱溫度達(da)到(dao)800~900℃.組合(he)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)表明，在(zai)(zai)(zai)第一(yi)批材料擠壓后，鉬合(he)金模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)(de)過盈(ying)量減(jian)(jian)少，并發(fa)現模(mo)(mo)孔直徑略有減(jian)(jian)小；但在(zai)(zai)(zai)以后的(de)(de)(de)數次(ci)擠壓后，模(mo)(mo)孔沒有發(fa)生變化，模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)出現破裂，而模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)裂紋(wen)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)卻沒有影響其工作(zuo)能力(li)。

高溫合(he)金CrNi56WMoCoAl和(he)ЖSi6CoP也發生了帶有相應(ying)的模孔(kong)直徑不(bu)大地減小。但此過程沒(mei)有伴隨模環裂紋的形成。

硬質合金模環(huan)(huan)（WCo25B)工作過程中并不會(hui)減小直徑，相應地(di)，尺寸(cun)也不會(hui)改(gai)變，但經第一次擠壓(ya)后，模環(huan)(huan)表面會(hui)產(chan)生(sheng)網狀裂紋。

鉬(mu)(mu)合(he)(he)(he)金模(mo)環(huan)(huan)由(you)于(yu)減(jian)徑引起的(de)直徑最大減(jian)小(xiao)值為(wei)0.25mm,而鎳(nie)合(he)(he)(he)金為(wei)0.1mm.在隨后(hou)的(de)3~5次擠壓時（用潤(run)滑劑(ji)），鎳(nie)合(he)(he)(he)金模(mo)環(huan)(huan)孔徑停止(zhi)減(jian)小(xiao)，而鉬(mu)(mu)合(he)(he)(he)金模(mo)環(huan)(huan)仍(reng)有減(jian)徑，直至10次擠壓后(hou)才停止(zhi)。

為了更加廣泛地試驗鎳基高溫合金(jin)(jin)模(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)耐磨性，在巴爾金(jin)(jin)中央黑(hei)色(se)冶金(jin)(jin)科(ke)學研究院(yuan)進(jin)行的(de)(de)雙金(jin)(jin)屬型材的(de)(de)半工(gong)業性生產中，采(cai)用(yong)帶有CrNi56WMoCoAl合金(jin)(jin)模(mo)環(huan)(huan)，經受(shou)100次以(yi)上的(de)(de)擠壓而無明(ming)顯的(de)(de)磨損。KSi6CoP合金(jin)(jin)模(mo)環(huan)(huan)用(yong)于擠壓高溫合金(jin)(jin)Эи929試驗表明(ming)，模(mo)環(huan)(huan)在擠壓70次以(yi)后，實際上模(mo)孔尺(chi)寸沒有改變。

在(zai)擠壓難(nan)熔合金坯料(liao)時，采用鉬合金ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和(he)陶瓷CrSi22模(mo)環(huan)(huan)(huan)。為(wei)了防止模(mo)環(huan)(huan)(huan)減徑，模(mo)環(huan)(huan)(huan)要在(zai)低于再結(jie)晶溫度下(xia)進行預變形。

帶(dai)(dai)有以上材(cai)料(liao)(liao)模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)組合(he)模(mo)(mo)在擠(ji)壓(ya)(ya)鉬和鎢(wu)坯(pi)料(liao)(liao)時，加熱溫(wen)度為1300℃.ZrMo-2A合(he)金模(mo)(mo)環(huan)(huan)在第一次擠(ji)壓(ya)(ya)后，直徑增加了0.8~1.0mm,當擠(ji)壓(ya)(ya)溫(wen)度提高(gao)到1500~1600℃時，模(mo)(mo)環(huan)(huan)孔(kong)徑增加達2.0mm,即(ji)發生(sheng)了強烈的(de)(de)熱磨損。帶(dai)(dai)ZrMo-5合(he)金模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)組合(he)模(mo)(mo)顯示出比(bi)較高(gao)的(de)(de)耐磨性，被用于擠(ji)壓(ya)(ya)加熱到1400℃的(de)(de)鎢(wu)坯(pi)料(liao)(liao)，經5次擠(ji)壓(ya)(ya)后，模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)磨損為0.1mm.

 ZrMoW-70合(he)金(jin)模(mo)(mo)環(huan)用于擠(ji)壓(ya)鉬合(he)金(jin)坯料時，加熱溫度為1300℃,發生的模(mo)(mo)徑(jing)減徑(jing)量在擠(ji)壓(ya)3次后為1.1mm.

擠壓(ya)(ya)難熔合金時，加熱(re)溫度為(wei)1300~1700℃,采用裝有22CrSi陶瓷材料模(mo)(mo)環的(de)組(zu)合模(mo)(mo)，絕對不會(hui)產生模(mo)(mo)孔尺寸的(de)改變。但此種(zhong)材料模(mo)(mo)環的(de)機(ji)械強度不高，經常在擠壓(ya)(ya)周期結(jie)束時，由于橫梁(liang)和擠壓(ya)(ya)筒的(de)碰撞(zhuang)震動(dong)而(er)破壞，或當采用石墨墊進行無壓(ya)(ya)余擠壓(ya)(ya)時，在金屬從模(mo)(mo)孔擠出的(de)瞬間，模(mo)(mo)環即發(fa)生破壞。表(biao)7-8為(wei)擠壓(ya)(ya)難熔金屬坯(pi)料時模(mo)(mo)環的(de)使用壽命試驗結(jie)果。