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(xiu)鋼(gang)管組合(he)式擠壓模(mo)一般是由模(mo)環、模(mo)套、喇(la)叭口(kou)和模(mo)座組成。圖7-28所示為簡裝(zhuang)型組合(he)模(mo)。
對(dui)于最容易磨損(sun)的部分(fen)（模環(huan)），采(cai)用(yong)具有高(gao)(gao)(gao)耐(nai)熱性和高(gao)(gao)(gao)耐(nai)磨性的高(gao)(gao)(gao)合(he)金鋼、耐(nai)熱合(he)金或金屬陶瓷等(deng)材料制成，而對(dui)于套環(huan)則采(cai)用(yong)具有高(gao)(gao)(gao)韌性和高(gao)(gao)(gao)強(qiang)度的鋼制作。
將模環(huan)裝入套環(huan)的方法可以(yi)有(you)兩種：一種是緊固(gu)配合，另一種是無緊固(gu)配合。
模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)與(yu)套環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)無緊(jin)固(gu)配合，是(shi)借(jie)助于可(ke)拆(chai)換模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)結構來實(shi)現，即模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)與(yu)套環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)固(gu)定是(shi)采(cai)用彈簧剪切環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)緊(jin)固(gu)方法達到（圖7-29),在(zai)模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和套環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)裝配時錐(zhui)形連接是(shi)必需的(de)(de)。因(yin)為錐(zhui)形連接可(ke)以保(bao)證模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)從(cong)套環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)中順利(li)地取出，以及避(bi)免了在(zai)擠壓過程(cheng)中由于徑向力而引起的(de)(de)開裂(lie)。每次擠壓后，模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)和壓余一起推出，在(zai)專門的(de)(de)壓力機上容易地把模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)從(cong)壓余上取下。并且，在(zai)擠壓過程(cheng)中可(ke)由10~16個(ge)模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)組成一組輪流(liu)使(shi)用。
模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)和(he)套(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)緊固配(pei)(pei)合(he)(he)(he)(he)，是采用(yong)(yong)熱壓(ya)配(pei)(pei)合(he)(he)(he)(he)的(de)(de)(de)方法(fa)來(lai)實現，即(ji)將帶有等于(yu)其外徑的(de)(de)(de)0.10%~0.15%過(guo)盈(ying)量(liang)的(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)以熱裝(zhuang)配(pei)(pei)的(de)(de)(de)方式裝(zhuang)入套(tao)環(huan)(huan)內（圖(tu)7-30),以一(yi)定的(de)(de)(de)過(guo)盈(ying)量(liang)采用(yong)(yong)熱裝(zhuang)配(pei)(pei)的(de)(de)(de)方法(fa)壓(ya)裝(zhuang)而(er)成的(de)(de)(de)組合(he)(he)(he)(he)模(mo)(mo)(mo)，在(zai)(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)外表面和(he)套(tao)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)內表面層之(zhi)間，存(cun)在(zai)(zai)(zai)著一(yi)定的(de)(de)(de)預應力。擠壓(ya)時，在(zai)(zai)(zai)承受高單位壓(ya)力的(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)上(shang)(shang)，從(cong)相(xiang)反的(de)(de)(de)方向(xiang)上(shang)(shang)施加(jia)預應力，有利于(yu)擠壓(ya)制品精度和(he)擠壓(ya)模(mo)(mo)(mo)使(shi)用(yong)(yong)壽命的(de)(de)(de)提高。實踐證明，采用(yong)(yong)MTZ合(he)(he)(he)(he)金模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)組合(he)(he)(he)(he)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)成本，要(yao)比使(shi)用(yong)(yong)一(yi)般擠壓(ya)模(mo)(mo)(mo)降低了30%~40%。
在不銹鋼管的擠壓中，比(bi)較普遍(bian)地采用以3Cr2W8V熱(re)模鋼制(zhi)成的模環，其硬(ying)度達到40,所必需(xu)的回火(huo)溫度約為650~660℃,回火(huo)時間(jian)為2h。
為了封閉擠(ji)壓(ya)筒(tong)，將擠(ji)壓(ya)模的外圓(yuan)錐(zhui)和擠(ji)壓(ya)筒(tong)內襯的相應部分加工成帶15°~30°傾角的圓(yuan)錐(zhui)形。
對用于較輕擠(ji)壓工藝條件下的(de)模(mo)環、套環、支承環等(deng)組合模(mo)的(de)零(ling)件和可(ke)拆換(huan)模(mo)環結構的(de)組合模(mo)，可(ke)以采用45Cr3W3MoVSi和3Cr2W8V鋼來制造，前者比(bi)后(hou)者的(de)熱(re)穩定溫(wen)度要高出(chu)20~30℃.
在(zai)擠(ji)壓(ya)高(gao)變(bian)(bian)形抗力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼管(guan)時(shi)，需(xu)要(yao)采用(yong)具有更高(gao)熱穩定(ding)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料制造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)具。研究了(le)含W17%~19%、Co 15%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)殊(shu)鋼如 X20CrCoWMo1010(德(de)）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱穩定(ding)溫(wen)度達740℃,模(mo)(mo)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)比3Cr2W8V提高(gao)1.0~1.5倍(bei)。并且(qie)還推廣使用(yong)再結晶溫(wen)度下強化變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)X50NiCrWV1313(德(de)）奧(ao)氏體(ti)鋼制作(zuo)擠(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)(mo)具。航(hang)空工(gong)業(ye)及噴(pen)氣技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展，需(xu)要(yao)采用(yong)特(te)殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基熱強鋼管(guan)。這種鋼管(guan)擠(ji)壓(ya)時(shi)，由于(yu)(yu)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)形程(cheng)度引起模(mo)(mo)環的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴(yan)重磨損，以(yi)(yi)致(zhi)于(yu)(yu)1個3Cr2W8V模(mo)(mo)環只能(neng)擠(ji)壓(ya)1支鋼管(guan)后(hou)就破壞不(bu)能(neng)再用(yong)，且(qie)鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面質量還不(bu)能(neng)得到保證。為(wei)(wei)此(ci)，采用(yong)了(le)高(gao)強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)(mo)環。其(qi)最合(he)(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬度HRC為(wei)(wei)38~43.鎳(nie)(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)(mo)環由于(yu)(yu)加(jia)工(gong)困難(nan)，所以(yi)(yi)采用(yong)精密澆(jiao)鑄(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)先制作(zuo)毛坯，再通過極小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)余量機加(jia)工(gong)出成品。其(qi)合(he)(he)金(jin)(jin)牌號為(wei)(wei)U86和U919(俄）。采用(yong)鈷基合(he)(he)金(jin)(jin)制作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)環，使用(yong)壽命(ming)也很高(gao)，但因(yin)成本高(gao)、加(jia)工(gong)難(nan)而受到限制。
尼科波爾南方鋼管廠在擠壓不銹鋼管(guan)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(jin)模(mo)環擠(ji)壓(ya)20號鋼，延(yan)伸系數為25,模(mo)環壽命為650次／只。在高溫(wen)條件下比較熱模(mo)鋼、鎳基合金(jin)和鉬基合金(jin)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)（圖7-31)表明，隨著(zhu)溫(wen)度的(de)(de)增高，合金(jin)的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)產生了(le)復雜的(de)(de)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)壓鉬合金(jin)制品(pin)時，含(han)有(you)氧(yang)化鋁(lv)陶(tao)瓷的(de)(de)(de)材料22CrSi模環得到(dao)應用，其可以在高(gao)達1600~1700℃的(de)(de)(de)坯料加熱溫度下，擠(ji)壓15支以上的(de)(de)(de)鉬合金(jin)制品(pin)，同時，擠(ji)壓制品(pin)的(de)(de)(de)高(gao)表面質量和幾(ji)何尺寸的(de)(de)(de)高(gao)精度也得到(dao)保證(zheng)。
利(li)用穩定(ding)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)鋯通(tong)過(guo)擠壓并隨后壓縮的(de)方法(fa)制造的(de)整體的(de)礦物陶瓷環(huan)，由(you)于使(shi)用時(shi)排除了玻璃潤滑劑的(de)必要性，而(er)且在(zai)一(yi)系列(lie)的(de)情況(kuang)下變形金(jin)屬不會黏結在(zai)模(mo)環(huan)上，具有(you)很高的(de)使(shi)用壽(shou)命，從(cong)而(er)引(yin)起(qi)了業(ye)界的(de)關注(zhu)。
用(yong)(yong)于(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)工模具鋼(gang)的(de)熱(re)(re)(re)處(chu)理制度(du)，應保證制品最(zui)高(gao)(gao)的(de)熱(re)(re)(re)穩定性。為此，淬火的(de)加熱(re)(re)(re)溫(wen)度(du)應該取(qu)最(zui)高(gao)(gao)溫(wen)度(du)，目(mu)的(de)是使固溶體最(zui)完全地合金(jin)化。由3Cr2W8V鋼(gang)制造的(de)模環的(de)淬火溫(wen)度(du)應提(ti)高(gao)(gao)到1150℃(超過1080℃),這樣，當(dang)(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)碳素鋼(gang)管時，其使用(yong)(yong)壽(shou)命提(ti)高(gao)(gao)了10%~15%.當(dang)(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)長(chang)7~8m的(de)碳素鋼(gang)管時，平均(jun)使用(yong)(yong)壽(shou)命約(yue)為35~40支／只；當(dang)(dang)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)不銹鋼(gang)管時，使用(yong)(yong)壽(shou)命平均(jun)約(yue)為20~25支／只。通常(chang)模環重車使用(yong)(yong)率可以達到2~3倍(bei)。
采用(yong)Эи876A和Эи929M合(he)金（俄(e)）制(zhi)造的模環的使(shi)用(yong)壽命，當(dang)擠壓鎳基合(he)金管(guan)時(shi)約(yue)為(wei)10~15支／只，而當(dang)擠壓難熔(rong)合(he)金管(guan)時(shi)約(yue)為(wei)2~3支／只。
模環的(de)制造方(fang)法：一般的(de)圓孔(kong)環最經濟的(de)方(fang)法應是整體坯(pi)料的(de)離心澆(jiao)鑄，對型孔(kong)環采用蠟模精密鑄造。在這種情(qing)況下，機械加工量最低，并(bing)且廢(fei)料可以多次利(li)用。
應該指(zhi)出，采(cai)用(yong)蠟模鑄造型材模環時，允許型孔（模芯(xin)）不留余(yu)量(liang)。因此，應在防止脫(tuo)碳和氧化的(de)條件下進行熱處理。
潤滑劑的(de)質量對模環的(de)使用壽命(ming)有重要的(de)影(ying)響，擠壓時應采用摩擦系(xi)數最小、不會造成(cheng)不銹鋼管和(he)工具直接(jie)接(jie)觸(chu)的(de)潤滑劑。
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(yu)制(zhi)造模(mo)環所采用(yong)材料(liao)的(de)(de)(de)分析指出(chu)：材料(liao)的(de)(de)(de)成分趨(qu)向于(yu)多元化，其目的(de)(de)(de)是(shi)力(li)求提(ti)高材料(liao)的(de)(de)(de)熱穩定(ding)性(xing)(xing)，并以此提(ti)高其耐熱磨性(xing)(xing)；但同時應估計(ji)到(dao)，不(bu)適當地降低導(dao)熱性(xing)(xing)（鉬合(he)金(jin)除(chu)外）會惡化材料(liao)的(de)(de)(de)工(gong)藝性(xing)(xing)能和加(jia)工(gong)性(xing)(xing)能。導(dao)熱性(xing)(xing)的(de)(de)(de)降低將促使(shi)金(jin)屬模(mo)環接觸表(biao)面層受熱溫(wen)度的(de)(de)(de)升高和減少由高合(he)金(jin)所得(de)到(dao)的(de)(de)(de)好處，為此，當必(bi)須得(de)到(dao)一定(ding)的(de)(de)(de)表(biao)面質量和很長的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)產品時，采用(yong)高合(he)金(jin)鋼(gang)和合(he)金(jin)模(mo)環是(shi)合(he)算的(de)(de)(de)。
