不(bu)銹鋼管(guan)擠壓(ya)模(mo)(mo)是(shi)擠壓(ya)工(gong)模(mo)(mo)具中最易損壞的(de)(de)(de)模(mo)(mo)具。只有(you)在具有(you)擠壓(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)使(shi)用過程中所承受的(de)(de)(de)負荷和溫度(du)變化方面的(de)(de)(de)數據(ju)的(de)(de)(de)條件下，才能有(you)充分(fen)的(de)(de)(de)根據(ju)來(lai)選擇制造擠壓(ya)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)材料(liao)。
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(bu)銹鋼(gang)管科學研究所和尼科波爾南方不銹鋼管廠，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(wei)了確(que)定擠(ji)壓模(mo)截面上各點(dian)(dian)（圖7-41)的(de)溫度(du)，采用(yong)帶有(you)熱(re)(re)電(dian)(dian)偶槽的(de)分塊結構的(de)模(mo)子，帶有(you)直徑(jing)為(wei)0.3~0.5mm導線(xian)(xian)的(de)Cr-Al熱(re)(re)電(dian)(dian)偶安放(fang)在模(mo)子壓縮錐(zhui)的(de)起點(dian)(dian)和中點(dian)(dian)（點(dian)(dian)1、點(dian)(dian)2),圓錐(zhui)到定徑(jing)帶的(de)過渡處(chu)(chu)（點(dian)(dian)3)和模(mo)壁內（點(dian)(dian)4).在點(dian)(dian)1~3的(de)熱(re)(re)電(dian)(dian)偶的(de)端點(dian)(dian)安置(zhi)在距離模(mo)子表面深度(du)1.5mm處(chu)(chu)。焊接好已接上導線(xian)(xian)的(de)熱(re)(re)電(dian)(dian)偶，用(yong)由氧化鋁和水玻璃的(de)混合物制成的(de)絕緣物質填滿熱(re)(re)電(dian)(dian)偶槽。然后把兩塊半模(mo)焊接起來。
為了(le)校準熱電偶(ou)，把裝配(pei)好(hao)的(de)(de)模(mo)子放在有(you)固(gu)定溫(wen)度(du)的(de)(de)恒(heng)溫(wen)器(qi)中。熱電偶(ou)測出數值的(de)(de)記(ji)錄(lu)由H-700示波器(qi)完成，在記(ji)錄(lu)溫(wen)度(du)的(de)(de)同時還記(ji)錄(lu)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)測量擠(ji)壓(ya)模溫度的(de)試(shi)驗是(shi)在(zai)擠(ji)壓(ya)鉬(mu)合(he)金(jin)ZrMo-2A時(shi)進(jin)行(xing)的(de)。鉬(mu)合(he)金(jin)擠(ji)壓(ya)時(shi)，采用(yong)石墨墊(dian)進(jin)行(xing)無(wu)壓(ya)余擠(ji)壓(ya)。
研究了擠壓(ya)模受熱(re)程度與所用玻(bo)璃潤滑劑的(de)(de)(de)黏度、延伸(shen)系數、擠壓(ya)速(su)度和其他參數之間的(de)(de)(de)關(guan)系。擠壓(ya)時(shi)擠壓(ya)模的(de)(de)(de)受熱(re)情況示(shi)于圖7-41.
在(zai)(zai)(zai)采用玻璃潤(run)滑(hua)(hua)劑擠(ji)壓不(bu)(bu)銹鋼坯(pi)料的條件下，擠(ji)壓模(mo)(mo)的受(shou)(shou)熱(re)(re)的一般情況示于(yu)圖(tu)7-41,由圖(tu)可知：（1)擠(ji)壓之(zhi)前擠(ji)壓模(mo)(mo)上存在(zai)(zai)(zai)著(zhu)體積(ji)上不(bu)(bu)均勻(yun)的熱(re)(re)場(chang)，這是(shi)在(zai)(zai)(zai)冷模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)與(yu)被加熱(re)(re)到350℃的擠(ji)壓筒接(jie)觸(chu)之(zhi)后(hou)建立的。這時，模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)的最(zui)(zui)大(da)受(shou)(shou)熱(re)(re)（約(yue)280℃)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)同擠(ji)壓筒直接(jie)接(jie)觸(chu)的部(bu)位（點1),而(er)最(zui)(zui)小受(shou)(shou)熱(re)(re)發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)內部(bu)（點4).(2)在(zai)(zai)(zai)擠(ji)壓過程(cheng)中，來(lai)自變形坯(pi)料的流(liu)作用到模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)上，此(ci)熱(re)(re)流(liu)經(jing)過潤(run)滑(hua)(hua)墊(dian)發(fa)生(sheng)作用，而(er)潤(run)滑(hua)(hua)墊(dian)的厚(hou)度(du)從點1到點3逐(zhu)漸減(jian)小。因此(ci)，模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)工(gong)作圓(yuan)錐(zhui)表(biao)面(mian)的受(shou)(shou)熱(re)(re)是(shi)不(bu)(bu)均勻(yun)的。最(zui)(zui)大(da)的溫(wen)度(du)增加ΔT發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)圓(yuan)錐(zhui)部(bu)位到定徑帶的過渡處(chu)(chu)（點3),此(ci)處(chu)(chu)潤(run)滑(hua)(hua)劑層最(zui)(zui)薄。在(zai)(zai)(zai)表(biao)面(mian)層，該(gai)區域(yu)的溫(wen)度(du)增加到300℃,而(er)在(zai)(zai)(zai)深度(du)1.5mm處(chu)(chu)T3為(wei)200℃.在(zai)(zai)(zai)點1和點2處(chu)(chu)，ΔT的數(shu)值不(bu)(bu)超過20~30℃.因此(ci)，模(mo)(mo)子(zi)(zi)(zi)上最(zui)(zui)大(da)受(shou)(shou)熱(re)(re)處(chu)(chu)是(shi)區域(yu)3,該(gai)處(chu)(chu)表(biao)面(mian)層的溫(wen)度(du)達500℃,在(zai)(zai)(zai)深度(du)1.5mm的層面(mian)平均溫(wen)度(du)為(wei)400℃.
試驗時，采用(yong)以(yi)下材料制(zhi)作擠壓模具：GW工(gong)具鋼(gang)、鎳基和(he)難熔金屬(shu)為基的耐(nai)熱合金。這(zhe)些材料的強度極限σ,和(he)溫(wen)度的關系示(shi)于(yu)圖7-42.從圖中可以(yi)看出，熱穩定性最(zui)好的工(gong)具鋼(gang)3Cr2W8V可以(yi)應用(yong)在(zai)不超過600℃的受熱溫(wen)度下，超過該溫(wen)度將(jiang)引起此鋼(gang)強度極限的急劇下降(jiang)。
鎳基耐熱合金在(zai)800℃下可以(yi)保持足夠高的強度(du)。在(zai)加熱到(dao)900℃時(shi)，這類合金還(huan)可以(yi)在(zai)不(bu)超過(guo)600MPa的載荷(he)下工作(zuo)。
鉬基高(gao)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(le)確定圖7-41試(shi)(shi)驗(yan)材料的耐磨性，將其制(zhi)作(zuo)成模環(huan)(huan)進行試(shi)(shi)驗(yan)。模環(huan)(huan)由鉬(mu)合金(jin)(jin)ZrMo-2A和ZrMo-5、高溫合金(jin)(jin)CrNi5NbWMoCoAl和ЖSi6CoP以及工具鋼3Cr2W8V制(zhi)成。另外還(huan)試(shi)(shi)驗(yan)了(le)硬質合金(jin)(jin)WCo25B模環(huan)(huan)。套環(huan)(huan)由3Cr2W8V 鋼制(zhi)成并經熱處理，HRC=42~44.各種材料的模環(huan)(huan)的硬度列(lie)于(yu)表7-7中。
模(mo)環(huan)(huan)以(yi)0.08~0.10mm的(de)(de)過(guo)盈量被壓(ya)(ya)入套環(huan)(huan)中。以(yi)模(mo)孔(kong)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的(de)(de)變化作(zuo)(zuo)為評(ping)定模(mo)子磨損(sun)的(de)(de)標(biao)準。采用(yong)最佳成分(fen)的(de)(de)潤滑(hua)(hua)劑在擠(ji)壓(ya)(ya)不銹鋼坯料的(de)(de)條件(jian)下進(jin)(jin)行(xing)試(shi)驗(yan)。為了研究模(mo)環(huan)(huan)在更(geng)加(jia)嚴酷的(de)(de)工作(zuo)(zuo)條件(jian)下工作(zuo)(zuo)的(de)(de)情況，進(jin)(jin)行(xing)了無潤滑(hua)(hua)劑擠(ji)壓(ya)(ya)試(shi)驗(yan)。此時在模(mo)子點3部位的(de)(de)受熱溫度達到800~900℃.組(zu)合模(mo)的(de)(de)試(shi)驗(yan)表明，在第一批材料擠(ji)壓(ya)(ya)后，鉬合金模(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)過(guo)盈量減少，并(bing)發現模(mo)孔(kong)直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)略有(you)(you)減小；但在以(yi)后的(de)(de)數次擠(ji)壓(ya)(ya)后，模(mo)孔(kong)沒(mei)有(you)(you)發生變化，模(mo)環(huan)(huan)出(chu)現破裂，而模(mo)環(huan)(huan)裂紋(wen)的(de)(de)存在卻(que)沒(mei)有(you)(you)影響其工作(zuo)(zuo)能力(li)。
高溫合金CrNi56WMoCoAl和(he)ЖSi6CoP也發生了(le)帶(dai)有相應的模孔直徑不大(da)地(di)減小。但此(ci)過程沒有伴(ban)隨模環裂(lie)紋的形成。
硬(ying)質合(he)金模(mo)環（WCo25B)工作過程中并(bing)不(bu)會(hui)(hui)(hui)減小直(zhi)徑，相應地(di)，尺(chi)寸也不(bu)會(hui)(hui)(hui)改(gai)變(bian)，但經第一次擠壓(ya)后，模(mo)環表面(mian)會(hui)(hui)(hui)產生網狀裂紋。
鉬(mu)合金(jin)模(mo)環(huan)由(you)于減徑引起的直徑最大(da)減小(xiao)值為(wei)0.25mm,而鎳合金(jin)為(wei)0.1mm.在隨后的3~5次(ci)擠壓時（用潤滑劑），鎳合金(jin)模(mo)環(huan)孔徑停止減小(xiao)，而鉬(mu)合金(jin)模(mo)環(huan)仍有減徑，直至10次(ci)擠壓后才停止。
為(wei)了更(geng)加廣泛地試驗鎳基高溫合金模(mo)(mo)(mo)(mo)環的(de)(de)耐磨(mo)性，在(zai)(zai)巴爾金中央黑色冶金科學研究院進(jin)行的(de)(de)雙金屬型材的(de)(de)半工業性生產中，采用帶有(you)CrNi56WMoCoAl合金模(mo)(mo)(mo)(mo)環，經受100次以上(shang)的(de)(de)擠壓而無明顯的(de)(de)磨(mo)損。KSi6CoP合金模(mo)(mo)(mo)(mo)環用于擠壓高溫合金Эи929試驗表明，模(mo)(mo)(mo)(mo)環在(zai)(zai)擠壓70次以后(hou)，實(shi)際(ji)上(shang)模(mo)(mo)(mo)(mo)孔尺寸沒有(you)改(gai)變。
在擠壓難熔合金(jin)坯料時，采用鉬合金(jin)ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和陶(tao)瓷(ci)CrSi22模(mo)環(huan)。為了防(fang)止模(mo)環(huan)減徑，模(mo)環(huan)要在低于再結晶溫度下(xia)進行預變形。
帶有以上材料模環(huan)(huan)的組(zu)(zu)合模在擠壓(ya)鉬和鎢坯料時，加(jia)熱(re)溫度為(wei)1300℃.ZrMo-2A合金模環(huan)(huan)在第一次擠壓(ya)后(hou)，直徑增加(jia)了(le)0.8~1.0mm,當擠壓(ya)溫度提高到(dao)1500~1600℃時，模環(huan)(huan)孔徑增加(jia)達2.0mm,即發生了(le)強烈的熱(re)磨損。帶ZrMo-5合金模環(huan)(huan)的組(zu)(zu)合模顯示出比較高的耐(nai)磨性，被用于(yu)擠壓(ya)加(jia)熱(re)到(dao)1400℃的鎢坯料，經5次擠壓(ya)后(hou)，模環(huan)(huan)的磨損為(wei)0.1mm.
ZrMoW-70合金模環用(yong)于(yu)擠壓鉬合金坯料時，加熱(re)溫度為1300℃,發(fa)生的模徑減徑量在擠壓3次后為1.1mm.
擠壓(ya)難(nan)熔合(he)金時(shi)(shi)，加(jia)熱溫(wen)度(du)為1300~1700℃,采用(yong)裝有22CrSi陶瓷(ci)材料模(mo)(mo)(mo)環的(de)組合(he)模(mo)(mo)(mo)，絕對不(bu)會產生(sheng)模(mo)(mo)(mo)孔尺寸的(de)改變。但此(ci)種材料模(mo)(mo)(mo)環的(de)機械強度(du)不(bu)高，經常在擠壓(ya)周期(qi)結(jie)(jie)束時(shi)(shi)，由于橫梁和擠壓(ya)筒(tong)的(de)碰撞震(zhen)動而破壞，或(huo)當采用(yong)石(shi)墨墊進行無壓(ya)余擠壓(ya)時(shi)(shi)，在金屬(shu)從模(mo)(mo)(mo)孔擠出的(de)瞬間，模(mo)(mo)(mo)環即發生(sheng)破壞。表7-8為擠壓(ya)難(nan)熔金屬(shu)坯料時(shi)(shi)模(mo)(mo)(mo)環的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命試驗結(jie)(jie)果(guo)。
