不銹(xiu)鋼管擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)是(shi)擠(ji)(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)(mo)具(ju)中最易損壞的(de)模(mo)(mo)具(ju)。只有(you)(you)(you)在具(ju)有(you)(you)(you)擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)的(de)使用過程中所承受(shou)的(de)負荷和(he)溫度變化方面的(de)數據的(de)條件下，才能有(you)(you)(you)充分的(de)根據來選擇制造(zao)擠(ji)(ji)壓(ya)模(mo)(mo)的(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(guan)科學研究所和尼科波爾南方不銹(xiu)鋼管(guan)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。
為了確定擠壓模(mo)截(jie)面上各點(dian)（圖(tu)7-41)的溫(wen)度，采用帶有熱(re)(re)電(dian)偶槽的分塊(kuai)(kuai)結(jie)構的模(mo)子，帶有直徑(jing)為0.3~0.5mm導線的Cr-Al熱(re)(re)電(dian)偶安放在(zai)(zai)模(mo)子壓縮錐(zhui)的起點(dian)和(he)中點(dian)（點(dian)1、點(dian)2),圓(yuan)錐(zhui)到定徑(jing)帶的過渡處(chu)（點(dian)3)和(he)模(mo)壁內（點(dian)4).在(zai)(zai)點(dian)1~3的熱(re)(re)電(dian)偶的端點(dian)安置在(zai)(zai)距離模(mo)子表面深(shen)度1.5mm處(chu)。焊接好(hao)已(yi)接上導線的熱(re)(re)電(dian)偶，用由氧化鋁和(he)水玻璃的混合物制成的絕緣(yuan)物質(zhi)填(tian)滿熱(re)(re)電(dian)偶槽。然后把兩塊(kuai)(kuai)半模(mo)焊接起來。
為了(le)校準熱(re)電偶(ou)，把裝配好的模子放在有固定溫(wen)度的恒溫(wen)器中。熱(re)電偶(ou)測(ce)出(chu)數值(zhi)的記(ji)(ji)錄由(you)H-700示波器完成，在記(ji)(ji)錄溫(wen)度的同時還(huan)記(ji)(ji)錄了(le)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(bie)測量(liang)擠(ji)(ji)壓模溫度的(de)試驗(yan)是(shi)在擠(ji)(ji)壓鉬(mu)合金ZrMo-2A時進行的(de)。鉬(mu)合金擠(ji)(ji)壓時，采用(yong)石墨墊進行無壓余(yu)擠(ji)(ji)壓。
研究了擠(ji)(ji)壓(ya)模受熱(re)程度與所用玻璃(li)潤(run)滑劑的(de)(de)黏度、延伸系數、擠(ji)(ji)壓(ya)速(su)度和其他參數之間的(de)(de)關(guan)系。擠(ji)(ji)壓(ya)時擠(ji)(ji)壓(ya)模的(de)(de)受熱(re)情況示于(yu)圖(tu)7-41.
在(zai)(zai)(zai)采用玻璃潤滑(hua)(hua)劑(ji)擠(ji)壓(ya)(ya)不銹(xiu)鋼坯料的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下，擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)受(shou)(shou)(shou)熱(re)的(de)(de)(de)(de)一般情況示(shi)于圖7-41,由(you)圖可知：（1)擠(ji)壓(ya)(ya)之前擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)上存在(zai)(zai)(zai)著體(ti)積(ji)上不均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)熱(re)場，這是在(zai)(zai)(zai)冷模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)與被(bei)加(jia)(jia)熱(re)到(dao)(dao)350℃的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)筒接(jie)觸之后建立的(de)(de)(de)(de)。這時，模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)受(shou)(shou)(shou)熱(re)（約(yue)280℃)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)同擠(ji)壓(ya)(ya)筒直接(jie)接(jie)觸的(de)(de)(de)(de)部位（點(dian)1),而(er)最(zui)小受(shou)(shou)(shou)熱(re)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)內(nei)部（點(dian)4).(2)在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)過(guo)(guo)程中，來(lai)自變形坯料的(de)(de)(de)(de)流(liu)作用到(dao)(dao)模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)上，此(ci)(ci)熱(re)流(liu)經(jing)過(guo)(guo)潤滑(hua)(hua)墊(dian)發(fa)生(sheng)(sheng)作用，而(er)潤滑(hua)(hua)墊(dian)的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)(du)從點(dian)1到(dao)(dao)點(dian)3逐漸減小。因(yin)此(ci)(ci)，模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)工作圓(yuan)錐(zhui)表面的(de)(de)(de)(de)受(shou)(shou)(shou)熱(re)是不均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)。最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)增加(jia)(jia)ΔT發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)(zai)圓(yuan)錐(zhui)部位到(dao)(dao)定徑帶(dai)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡處(chu)（點(dian)3),此(ci)(ci)處(chu)潤滑(hua)(hua)劑(ji)層(ceng)最(zui)薄。在(zai)(zai)(zai)表面層(ceng)，該(gai)區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)增加(jia)(jia)到(dao)(dao)300℃,而(er)在(zai)(zai)(zai)深度(du)(du)(du)1.5mm處(chu)T3為200℃.在(zai)(zai)(zai)點(dian)1和點(dian)2處(chu)，ΔT的(de)(de)(de)(de)數值不超過(guo)(guo)20~30℃.因(yin)此(ci)(ci)，模(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)上最(zui)大(da)受(shou)(shou)(shou)熱(re)處(chu)是區(qu)域(yu)3,該(gai)處(chu)表面層(ceng)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)達500℃,在(zai)(zai)(zai)深度(du)(du)(du)1.5mm的(de)(de)(de)(de)層(ceng)面平(ping)均(jun)溫(wen)度(du)(du)(du)為400℃.
試驗(yan)時，采用(yong)以下(xia)材(cai)料制(zhi)作(zuo)擠壓模具(ju)：GW工具(ju)鋼(gang)、鎳基和難(nan)熔金屬(shu)為基的(de)耐熱合金。這(zhe)些材(cai)料的(de)強度(du)極限σ,和溫度(du)的(de)關系示于圖(tu)7-42.從圖(tu)中可(ke)(ke)以看出，熱穩定性最好的(de)工具(ju)鋼(gang)3Cr2W8V可(ke)(ke)以應用(yong)在不(bu)超過(guo)600℃的(de)受(shou)熱溫度(du)下(xia)，超過(guo)該溫度(du)將引(yin)起(qi)此(ci)鋼(gang)強度(du)極限的(de)急劇下(xia)降(jiang)。
鎳基耐熱(re)合(he)金(jin)在(zai)(zai)800℃下可(ke)以保持足夠高的(de)強(qiang)度。在(zai)(zai)加熱(re)到900℃時(shi)，這類合(he)金(jin)還可(ke)以在(zai)(zai)不超過600MPa的(de)載荷下工作(zuo)。
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試驗材料的耐(nai)磨(mo)性，將其制(zhi)作成模(mo)環(huan)進行試驗。模(mo)環(huan)由(you)(you)鉬合金(jin)(jin)(jin)ZrMo-2A和ZrMo-5、高溫合金(jin)(jin)(jin)CrNi5NbWMoCoAl和ЖSi6CoP以及工(gong)具鋼(gang)3Cr2W8V制(zhi)成。另外還試驗了硬(ying)質合金(jin)(jin)(jin)WCo25B模(mo)環(huan)。套環(huan)由(you)(you)3Cr2W8V 鋼(gang)制(zhi)成并經(jing)熱(re)處(chu)理，HRC=42~44.各種材料的模(mo)環(huan)的硬(ying)度(du)列(lie)于(yu)表7-7中(zhong)。
模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)以0.08~0.10mm的(de)(de)(de)過(guo)盈量被壓入(ru)套環(huan)(huan)中。以模(mo)(mo)(mo)孔(kong)直徑的(de)(de)(de)變(bian)化作(zuo)為(wei)評定模(mo)(mo)(mo)子(zi)磨損的(de)(de)(de)標準。采用(yong)最(zui)佳成(cheng)分的(de)(de)(de)潤滑劑(ji)(ji)在(zai)擠(ji)壓不(bu)銹鋼坯料(liao)的(de)(de)(de)條件(jian)下(xia)進(jin)行試(shi)(shi)驗(yan)。為(wei)了研究模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)在(zai)更加嚴酷的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)條件(jian)下(xia)工(gong)(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)情況，進(jin)行了無潤滑劑(ji)(ji)擠(ji)壓試(shi)(shi)驗(yan)。此時在(zai)模(mo)(mo)(mo)子(zi)點(dian)3部(bu)位的(de)(de)(de)受熱(re)溫度達到800~900℃.組(zu)合模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)表明，在(zai)第一(yi)批材(cai)料(liao)擠(ji)壓后(hou)(hou)，鉬合金模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)過(guo)盈量減少(shao)，并發(fa)現(xian)模(mo)(mo)(mo)孔(kong)直徑略有減小；但在(zai)以后(hou)(hou)的(de)(de)(de)數次擠(ji)壓后(hou)(hou)，模(mo)(mo)(mo)孔(kong)沒(mei)(mei)有發(fa)生變(bian)化，模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)出現(xian)破裂，而模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)裂紋(wen)的(de)(de)(de)存在(zai)卻沒(mei)(mei)有影響其工(gong)(gong)作(zuo)能力。
高溫合金CrNi56WMoCoAl和(he)ЖSi6CoP也(ye)發生了帶有相應的(de)模孔直徑不大(da)地減(jian)小。但(dan)此過(guo)程沒(mei)有伴隨模環(huan)裂(lie)紋(wen)的(de)形成。
硬(ying)質(zhi)合金模環(huan)（WCo25B)工作過程中(zhong)并不會(hui)減小直徑，相(xiang)應地，尺(chi)寸也不會(hui)改(gai)變，但經第(di)一次擠壓后，模環(huan)表面(mian)會(hui)產生網狀(zhuang)裂紋。
鉬合金(jin)(jin)模環由于減徑(jing)引起的(de)直(zhi)徑(jing)最大減小值為0.25mm,而(er)鎳(nie)(nie)合金(jin)(jin)為0.1mm.在隨后的(de)3~5次(ci)擠(ji)壓時（用潤滑劑），鎳(nie)(nie)合金(jin)(jin)模環孔徑(jing)停(ting)止減小，而(er)鉬合金(jin)(jin)模環仍有減徑(jing)，直(zhi)至10次(ci)擠(ji)壓后才停(ting)止。
為了更加廣泛地試驗(yan)鎳基高溫合金(jin)模(mo)環(huan)的(de)耐磨(mo)性，在(zai)巴爾金(jin)中(zhong)(zhong)央黑色冶金(jin)科學研究(jiu)院進行的(de)雙金(jin)屬型材(cai)的(de)半工(gong)業(ye)性生產中(zhong)(zhong)，采用帶有CrNi56WMoCoAl合金(jin)模(mo)環(huan)，經受100次以上的(de)擠壓(ya)(ya)而無明(ming)顯的(de)磨(mo)損(sun)。KSi6CoP合金(jin)模(mo)環(huan)用于(yu)擠壓(ya)(ya)高溫合金(jin)Эи929試驗(yan)表明(ming)，模(mo)環(huan)在(zai)擠壓(ya)(ya)70次以后，實際上模(mo)孔尺寸沒有改變。
在擠壓難(nan)熔合金坯(pi)料時，采用鉬合金ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和陶瓷CrSi22模(mo)(mo)環(huan)。為了(le)防止模(mo)(mo)環(huan)減徑，模(mo)(mo)環(huan)要在低于再(zai)結晶溫度下進行預變(bian)形(xing)。
帶有以上材料(liao)模環(huan)的(de)(de)(de)組(zu)合模在擠(ji)壓(ya)鉬和(he)鎢(wu)坯料(liao)時，加熱溫度(du)為(wei)1300℃.ZrMo-2A合金模環(huan)在第一次擠(ji)壓(ya)后(hou)，直徑增(zeng)(zeng)加了0.8~1.0mm,當(dang)擠(ji)壓(ya)溫度(du)提高(gao)到(dao)1500~1600℃時，模環(huan)孔徑增(zeng)(zeng)加達2.0mm,即發生(sheng)了強烈的(de)(de)(de)熱磨(mo)損(sun)。帶ZrMo-5合金模環(huan)的(de)(de)(de)組(zu)合模顯示出比(bi)較高(gao)的(de)(de)(de)耐磨(mo)性，被用于擠(ji)壓(ya)加熱到(dao)1400℃的(de)(de)(de)鎢(wu)坯料(liao)，經(jing)5次擠(ji)壓(ya)后(hou)，模環(huan)的(de)(de)(de)磨(mo)損(sun)為(wei)0.1mm.
ZrMoW-70合(he)金(jin)(jin)模(mo)環(huan)用于擠壓鉬合(he)金(jin)(jin)坯料時，加熱溫度(du)為(wei)1300℃,發生的模(mo)徑減徑量在擠壓3次后為(wei)1.1mm.
擠壓(ya)難熔合(he)金(jin)時(shi)，加(jia)熱溫度為(wei)1300~1700℃,采用(yong)裝有22CrSi陶瓷材(cai)料(liao)模(mo)環(huan)(huan)的組(zu)合(he)模(mo)，絕對(dui)不(bu)會產(chan)生模(mo)孔(kong)尺寸的改變(bian)。但(dan)此種材(cai)料(liao)模(mo)環(huan)(huan)的機(ji)械強度不(bu)高，經常(chang)在擠壓(ya)周期結(jie)束(shu)時(shi)，由于橫梁(liang)和擠壓(ya)筒(tong)的碰撞震動而(er)破壞，或當采用(yong)石(shi)墨墊(dian)進行無壓(ya)余擠壓(ya)時(shi)，在金(jin)屬(shu)(shu)從(cong)模(mo)孔(kong)擠出的瞬(shun)間，模(mo)環(huan)(huan)即發生破壞。表7-8為(wei)擠壓(ya)難熔金(jin)屬(shu)(shu)坯料(liao)時(shi)模(mo)環(huan)(huan)的使用(yong)壽命試驗(yan)結(jie)果(guo)。
