現代的臥式管型材擠壓機上采用的擠壓模的結構，取決于擠壓機的形式和擠壓制品的種類。從經濟性的角度來考量，采用組合式擠壓模應是最為有利的選擇。不銹鋼管組合(he)式擠(ji)壓模(mo)(mo)(mo)一般是由(you)模(mo)(mo)(mo)環、模(mo)(mo)(mo)套、喇叭口和(he)模(mo)(mo)(mo)座組成。圖7-28所(suo)示為簡裝型組合(he)模(mo)(mo)(mo)。
對(dui)于最容易磨損的部分（模環(huan)），采用(yong)具(ju)有(you)高(gao)耐熱性和高(gao)耐磨性的高(gao)合金(jin)(jin)鋼、耐熱合金(jin)(jin)或金(jin)(jin)屬(shu)陶瓷等材料制(zhi)成，而(er)對(dui)于套環(huan)則采用(yong)具(ju)有(you)高(gao)韌性和高(gao)強度的鋼制(zhi)作(zuo)。
將模環裝入(ru)套(tao)環的方法可以有兩種(zhong)：一種(zhong)是緊固(gu)配(pei)合(he)，另一種(zhong)是無緊固(gu)配(pei)合(he)。
模(mo)環(huan)(huan)與套(tao)(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)無緊(jin)固(gu)配合，是(shi)借助于可拆換模(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)結構來實現(xian)，即模(mo)環(huan)(huan)與套(tao)(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)固(gu)定是(shi)采用彈(dan)簧剪切環(huan)(huan)的(de)(de)緊(jin)固(gu)方法達到（圖(tu)7-29),在模(mo)環(huan)(huan)和套(tao)(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)裝配時(shi)錐形(xing)連接是(shi)必需(xu)的(de)(de)。因為錐形(xing)連接可以(yi)保證模(mo)環(huan)(huan)從(cong)套(tao)(tao)環(huan)(huan)中(zhong)順(shun)利(li)地(di)取出(chu)，以(yi)及避(bi)免了在擠(ji)壓(ya)(ya)過程(cheng)中(zhong)由于徑向力而引起(qi)的(de)(de)開裂(lie)。每(mei)次(ci)擠(ji)壓(ya)(ya)后，模(mo)環(huan)(huan)和壓(ya)(ya)余一(yi)(yi)起(qi)推出(chu)，在專門的(de)(de)壓(ya)(ya)力機上(shang)容易地(di)把模(mo)環(huan)(huan)從(cong)壓(ya)(ya)余上(shang)取下。并且，在擠(ji)壓(ya)(ya)過程(cheng)中(zhong)可由10~16個模(mo)環(huan)(huan)組(zu)成一(yi)(yi)組(zu)輪流使用。
模(mo)(mo)環(huan)(huan)和套(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)緊(jin)固配合，是(shi)采用(yong)(yong)熱壓(ya)(ya)配合的(de)(de)(de)(de)方法來實現，即(ji)將帶(dai)有等于其(qi)外(wai)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)0.10%~0.15%過盈量的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)以熱裝(zhuang)配的(de)(de)(de)(de)方式裝(zhuang)入套(tao)環(huan)(huan)內（圖7-30),以一(yi)定的(de)(de)(de)(de)過盈量采用(yong)(yong)熱裝(zhuang)配的(de)(de)(de)(de)方法壓(ya)(ya)裝(zhuang)而成的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)合模(mo)(mo)，在模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)外(wai)表面(mian)和套(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)內表面(mian)層之(zhi)間，存在著一(yi)定的(de)(de)(de)(de)預應力。擠壓(ya)(ya)時，在承受高單位壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)上，從(cong)相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)方向上施加預應力，有利于擠壓(ya)(ya)制(zhi)品精度和擠壓(ya)(ya)模(mo)(mo)使用(yong)(yong)壽命(ming)的(de)(de)(de)(de)提高。實踐證明，采用(yong)(yong)MTZ合金模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)合模(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)成本，要比(bi)使用(yong)(yong)一(yi)般擠壓(ya)(ya)模(mo)(mo)降(jiang)低了30%~40%。
在不銹鋼(gang)管的擠(ji)壓中(zhong)，比較普遍地采用以(yi)3Cr2W8V熱模(mo)鋼(gang)制(zhi)成的模(mo)環，其硬(ying)度(du)達(da)到40,所必需(xu)的回(hui)火溫度(du)約為(wei)650~660℃,回(hui)火時(shi)間(jian)為(wei)2h。
為(wei)了封閉擠壓筒，將擠壓模的外圓(yuan)錐和擠壓筒內襯的相(xiang)應部分加工成帶15°~30°傾角(jiao)的圓(yuan)錐形。
對用(yong)于較輕擠壓工藝條件下(xia)的(de)模環(huan)、套環(huan)、支(zhi)承環(huan)等組合(he)模的(de)零件和(he)可拆換模環(huan)結構的(de)組合(he)模，可以采(cai)用(yong)45Cr3W3MoVSi和(he)3Cr2W8V鋼來制(zhi)造(zao)，前者(zhe)比后者(zhe)的(de)熱穩定溫度要高出20~30℃.
在(zai)擠壓(ya)(ya)高變形(xing)抗力的(de)(de)鋼(gang)管時，需(xu)要采用(yong)(yong)(yong)具(ju)有更高熱穩定(ding)(ding)性(xing)能(neng)的(de)(de)材料制(zhi)造的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)具(ju)。研究(jiu)了含(han)W17%~19%、Co 15%的(de)(de)特(te)殊鋼(gang)如 X20CrCoWMo1010(德(de)）的(de)(de)熱穩定(ding)(ding)溫度(du)(du)達740℃,模(mo)(mo)子的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)比3Cr2W8V提高1.0~1.5倍(bei)。并且還推廣使(shi)用(yong)(yong)(yong)再結(jie)晶(jing)溫度(du)(du)下強化變形(xing)的(de)(de)X50NiCrWV1313(德(de)）奧氏體鋼(gang)制(zhi)作(zuo)擠壓(ya)(ya)工(gong)(gong)(gong)模(mo)(mo)具(ju)。航空工(gong)(gong)(gong)業及噴氣技(ji)術的(de)(de)發展，需(xu)要采用(yong)(yong)(yong)特(te)殊的(de)(de)鎳基(ji)熱強鋼(gang)管。這種鋼(gang)管擠壓(ya)(ya)時，由于高的(de)(de)變形(xing)程度(du)(du)引起模(mo)(mo)環的(de)(de)嚴重磨損，以致于1個(ge)3Cr2W8V模(mo)(mo)環只能(neng)擠壓(ya)(ya)1支鋼(gang)管后就(jiu)破壞不能(neng)再用(yong)(yong)(yong)，且鋼(gang)管的(de)(de)表面質(zhi)量還不能(neng)得到(dao)保(bao)證。為此，采用(yong)(yong)(yong)了高強度(du)(du)的(de)(de)鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)(mo)環。其最合(he)(he)適的(de)(de)硬度(du)(du)HRC為38~43.鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)(mo)環由于加工(gong)(gong)(gong)困難，所以采用(yong)(yong)(yong)精密澆鑄(zhu)的(de)(de)方法先制(zhi)作(zuo)毛(mao)坯，再通過極小的(de)(de)加工(gong)(gong)(gong)余量機加工(gong)(gong)(gong)出(chu)成品。其合(he)(he)金(jin)(jin)牌(pai)號為U86和U919(俄(e)）。采用(yong)(yong)(yong)鈷(gu)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)制(zhi)作(zuo)的(de)(de)模(mo)(mo)環，使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)也很高，但因成本高、加工(gong)(gong)(gong)難而受到(dao)限制(zhi)。
尼科波爾南方鋼管廠在擠壓(ya)不(bu)銹(xiu)鋼管及型材時，試驗了采用MTZW合金的模環，獲得了滿意的結果。
MTZW 合金模(mo)環擠壓20號(hao)鋼，延伸(shen)系數為25,模(mo)環壽命為650次(ci)／只。在(zai)高溫(wen)條件下比較熱模(mo)鋼、鎳基合金和(he)鉬基合金的力學性能(neng)（圖7-31)表明，隨著(zhu)溫(wen)度的增高，合金的性能(neng)產(chan)生了復雜的軟化。
鉬合金具有不高的原始強度，但在1100~1200℃溫度下保持了相當高的σb值。
擠(ji)壓(ya)鉬(mu)合(he)金制(zhi)品時，含有氧化鋁(lv)陶瓷的(de)材料(liao)22CrSi模環得到應用，其可以(yi)在高達1600~1700℃的(de)坯料(liao)加熱溫度(du)下(xia)，擠(ji)壓(ya)15支以(yi)上的(de)鉬(mu)合(he)金制(zhi)品，同時，擠(ji)壓(ya)制(zhi)品的(de)高表面質量和幾(ji)何尺(chi)寸的(de)高精(jing)度(du)也得到保證。
利用(yong)穩定的(de)(de)二氧化鋯通過擠壓并隨(sui)后壓縮的(de)(de)方法制造的(de)(de)整體的(de)(de)礦(kuang)物陶瓷(ci)環(huan)，由于使(shi)用(yong)時排除了(le)玻璃潤滑劑(ji)的(de)(de)必要性(xing)，而(er)且在(zai)(zai)一系(xi)列(lie)的(de)(de)情況(kuang)下變形金屬不會黏結(jie)在(zai)(zai)模(mo)環(huan)上，具有很高的(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命，從而(er)引(yin)起了(le)業(ye)界(jie)的(de)(de)關注。
用(yong)(yong)于擠(ji)(ji)壓(ya)工模具鋼的(de)(de)熱(re)處理制(zhi)度(du)，應(ying)保證制(zhi)品最(zui)高(gao)的(de)(de)熱(re)穩定性。為此，淬火(huo)的(de)(de)加熱(re)溫(wen)(wen)度(du)應(ying)該取最(zui)高(gao)溫(wen)(wen)度(du)，目的(de)(de)是使(shi)(shi)(shi)固溶(rong)體最(zui)完全地合(he)金化。由3Cr2W8V鋼制(zhi)造(zao)的(de)(de)模環的(de)(de)淬火(huo)溫(wen)(wen)度(du)應(ying)提(ti)高(gao)到1150℃(超過1080℃),這樣(yang)，當擠(ji)(ji)壓(ya)碳(tan)素鋼管(guan)時，其使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命提(ti)高(gao)了10%~15%.當擠(ji)(ji)壓(ya)長7~8m的(de)(de)碳(tan)素鋼管(guan)時，平(ping)均使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命約為35~40支／只(zhi)；當擠(ji)(ji)壓(ya)不銹鋼管(guan)時，使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命平(ping)均約為20~25支／只(zhi)。通常模環重車使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)率可以(yi)達到2~3倍。
采用Эи876A和Эи929M合金（俄）制造的(de)模環的(de)使用壽命，當(dang)擠(ji)(ji)壓鎳基合金管時約為10~15支(zhi)／只，而當(dang)擠(ji)(ji)壓難熔(rong)合金管時約為2~3支(zhi)／只。
模環(huan)(huan)的(de)(de)制造方法(fa)：一般(ban)的(de)(de)圓孔(kong)環(huan)(huan)最經濟的(de)(de)方法(fa)應(ying)是(shi)整體坯料的(de)(de)離心澆鑄，對型孔(kong)環(huan)(huan)采用(yong)(yong)蠟模精(jing)密鑄造。在這(zhe)種情(qing)況(kuang)下(xia)，機械(xie)加工(gong)量最低，并且廢料可以多次利用(yong)(yong)。
應該指出(chu)，采(cai)用(yong)蠟(la)模鑄造型材模環時(shi)，允許型孔(kong)（模芯）不留余量。因此(ci)，應在防止脫碳和氧化的(de)條(tiao)件下(xia)進行熱(re)處理。
潤滑(hua)劑的(de)質量對模環的(de)使用(yong)壽命有重要的(de)影響(xiang)，擠壓(ya)時應采用(yong)摩擦系(xi)數最小、不會(hui)造成不銹鋼管和工具直接接觸的(de)潤滑(hua)劑。
對于緊固配合的組合模，為了提高工具鋼模子的使用壽命，可以將難熔氧化物Al2O3、Zr2O等噴涂到模環工作部分上。采用噴涂方法的缺點是：涂層與基體金屬的附著力不強，以及對于小直徑的模環噴涂比較困難。但是，每支不銹鋼管擠壓后模環就進行噴涂，結果是擠壓鋼管的表面質量很好。所以，也有一些廠家使用這一工藝，特別是在擠壓精密的異形材和難熔金屬的制品時，這種方法還應用得不少。
對于制造模(mo)環(huan)所采用材(cai)料的(de)(de)分(fen)析指(zhi)出：材(cai)料的(de)(de)成分(fen)趨(qu)向于多元化，其目的(de)(de)是力求提高(gao)材(cai)料的(de)(de)熱穩定(ding)性(xing)，并以(yi)此提高(gao)其耐熱磨性(xing)；但同時應(ying)估計到，不適當(dang)地降低導(dao)熱性(xing)（鉬合(he)(he)金除外）會惡化材(cai)料的(de)(de)工藝性(xing)能和(he)(he)加工性(xing)能。導(dao)熱性(xing)的(de)(de)降低將促使金屬模(mo)環(huan)接觸表面層(ceng)受熱溫(wen)度的(de)(de)升高(gao)和(he)(he)減少由高(gao)合(he)(he)金所得(de)到的(de)(de)好(hao)處，為此，當(dang)必須得(de)到一(yi)定(ding)的(de)(de)表面質量和(he)(he)很長(chang)的(de)(de)擠壓產品時，采用高(gao)合(he)(he)金鋼和(he)(he)合(he)(he)金模(mo)環(huan)是合(he)(he)算的(de)(de)。
