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(guan)組合式擠(ji)壓模(mo)一(yi)般是由(you)模(mo)環(huan)、模(mo)套、喇叭口和模(mo)座組成。圖7-28所示為(wei)簡(jian)裝型組合模(mo)。
對于最容易磨損(sun)的(de)(de)部分(fen)（模環），采用具有高(gao)耐熱性和高(gao)耐磨性的(de)(de)高(gao)合金鋼(gang)、耐熱合金或金屬陶瓷等材料制成，而對于套環則采用具有高(gao)韌性和高(gao)強(qiang)度的(de)(de)鋼(gang)制作。
將(jiang)模環裝入套環的(de)方法可以有兩種(zhong)：一種(zhong)是緊固(gu)配合，另一種(zhong)是無緊固(gu)配合。
模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)與套環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)無緊(jin)固配合，是借助于可拆換模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)結構來實現(xian)，即模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)與套環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)固定是采用彈簧剪切環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)緊(jin)固方(fang)法達到（圖(tu)7-29),在模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)和(he)(he)套環(huan)(huan)(huan)的(de)(de)裝配時錐形連(lian)接是必(bi)需的(de)(de)。因為(wei)錐形連(lian)接可以保證模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)從套環(huan)(huan)(huan)中順利(li)地取(qu)出，以及避免了在擠壓過程(cheng)(cheng)中由(you)(you)于徑(jing)向力(li)而引起的(de)(de)開裂。每次擠壓后，模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)和(he)(he)壓余一起推出，在專門的(de)(de)壓力(li)機上容易(yi)地把模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)從壓余上取(qu)下(xia)。并(bing)且，在擠壓過程(cheng)(cheng)中可由(you)(you)10~16個模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)組成一組輪(lun)流(liu)使用。
模(mo)(mo)環(huan)(huan)和(he)套環(huan)(huan)的(de)(de)緊固配(pei)合(he)，是采(cai)用(yong)(yong)熱壓(ya)配(pei)合(he)的(de)(de)方(fang)法來實(shi)現，即將帶(dai)有等于其外徑的(de)(de)0.10%~0.15%過盈(ying)量(liang)(liang)的(de)(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)以熱裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)方(fang)式裝(zhuang)入(ru)套環(huan)(huan)內(nei)（圖7-30),以一(yi)定的(de)(de)過盈(ying)量(liang)(liang)采(cai)用(yong)(yong)熱裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)方(fang)法壓(ya)裝(zhuang)而成的(de)(de)組(zu)(zu)合(he)模(mo)(mo)，在(zai)模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)外表(biao)面和(he)套環(huan)(huan)的(de)(de)內(nei)表(biao)面層之間，存在(zai)著一(yi)定的(de)(de)預應力(li)。擠(ji)壓(ya)時，在(zai)承受(shou)高單位壓(ya)力(li)的(de)(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)上，從(cong)相反的(de)(de)方(fang)向(xiang)上施加(jia)預應力(li)，有利(li)于擠(ji)壓(ya)制(zhi)品(pin)精度和(he)擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)使用(yong)(yong)壽命的(de)(de)提高。實(shi)踐(jian)證明，采(cai)用(yong)(yong)MTZ合(he)金模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)組(zu)(zu)合(he)模(mo)(mo)的(de)(de)使用(yong)(yong)成本(ben)，要比使用(yong)(yong)一(yi)般擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)降低(di)了30%~40%。
在(zai)不銹鋼(gang)管的(de)擠壓中，比較普遍地采(cai)用以3Cr2W8V熱模(mo)鋼(gang)制成的(de)模(mo)環(huan)，其硬度達到(dao)40,所必(bi)需的(de)回火溫度約為650~660℃,回火時間(jian)為2h。
為了封閉擠壓(ya)筒，將擠壓(ya)模的外(wai)圓(yuan)錐和擠壓(ya)筒內襯的相(xiang)應部分加工(gong)成帶15°~30°傾角(jiao)的圓(yuan)錐形。
對(dui)用(yong)于(yu)較(jiao)輕擠壓工藝條件下的模環、套(tao)環、支承環等(deng)組(zu)合(he)模的零件和可(ke)拆換模環結構的組(zu)合(he)模，可(ke)以采用(yong)45Cr3W3MoVSi和3Cr2W8V鋼來制造，前者比后(hou)者的熱穩定溫度要高出20~30℃.
在擠(ji)壓(ya)(ya)高(gao)變(bian)形抗(kang)力的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管時(shi)，需(xu)要采(cai)(cai)用(yong)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)熱穩定(ding)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)材料制造的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)具(ju)。研究了含W17%~19%、Co 15%的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)殊鋼(gang)如 X20CrCoWMo1010(德）的(de)(de)(de)(de)(de)熱穩定(ding)溫度(du)達740℃,模(mo)子的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)比3Cr2W8V提高(gao)1.0~1.5倍。并(bing)且(qie)還(huan)推廣使(shi)用(yong)再(zai)結晶溫度(du)下強化變(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)X50NiCrWV1313(德）奧氏體鋼(gang)制作擠(ji)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)模(mo)具(ju)。航空工(gong)(gong)業(ye)及噴氣技術的(de)(de)(de)(de)(de)發展，需(xu)要采(cai)(cai)用(yong)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)基熱強鋼(gang)管。這種鋼(gang)管擠(ji)壓(ya)(ya)時(shi)，由(you)于高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)形程(cheng)度(du)引起(qi)模(mo)環的(de)(de)(de)(de)(de)嚴重磨損，以致(zhi)于1個3Cr2W8V模(mo)環只(zhi)能(neng)擠(ji)壓(ya)(ya)1支鋼(gang)管后就破壞不能(neng)再(zai)用(yong)，且(qie)鋼(gang)管的(de)(de)(de)(de)(de)表面質量還(huan)不能(neng)得到保證。為(wei)此，采(cai)(cai)用(yong)了高(gao)強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)基合金(jin)(jin)模(mo)環。其(qi)最(zui)合適的(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)HRC為(wei)38~43.鎳(nie)基合金(jin)(jin)模(mo)環由(you)于加工(gong)(gong)困(kun)難，所以采(cai)(cai)用(yong)精密澆(jiao)鑄的(de)(de)(de)(de)(de)方法先制作毛坯，再(zai)通(tong)過極小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)(gong)余量機加工(gong)(gong)出成品。其(qi)合金(jin)(jin)牌(pai)號為(wei)U86和(he)U919(俄）。采(cai)(cai)用(yong)鈷基合金(jin)(jin)制作的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)環，使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)也很高(gao)，但因成本高(gao)、加工(gong)(gong)難而受到限(xian)制。
尼科波爾南方鋼管廠在擠(ji)壓(ya)不銹鋼管及型材時，試驗了采用MTZW合金的模環，獲得了滿意的結果。
MTZW 合(he)(he)金模(mo)環擠壓20號鋼，延伸系數(shu)為(wei)(wei)25,模(mo)環壽命為(wei)(wei)650次／只。在高(gao)溫條件(jian)下(xia)比較熱模(mo)鋼、鎳(nie)基合(he)(he)金和鉬基合(he)(he)金的(de)力學性能（圖7-31)表明，隨著溫度的(de)增高(gao)，合(he)(he)金的(de)性能產生了復雜的(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。
擠壓鉬合(he)金制(zhi)(zhi)品時(shi)，含有氧化鋁陶瓷的(de)材料22CrSi模環得到應(ying)用，其可以在高(gao)(gao)達1600~1700℃的(de)坯料加熱溫(wen)度(du)下(xia)，擠壓15支以上的(de)鉬合(he)金制(zhi)(zhi)品，同時(shi)，擠壓制(zhi)(zhi)品的(de)高(gao)(gao)表面質量(liang)和幾何(he)尺(chi)寸(cun)的(de)高(gao)(gao)精(jing)度(du)也得到保證。
利用(yong)穩定的二氧(yang)化(hua)鋯(gao)通過擠壓并隨后壓縮的方法制(zhi)造(zao)的整體的礦(kuang)物陶(tao)瓷環，由于使用(yong)時排(pai)除(chu)了(le)玻璃(li)潤滑劑的必要性，而且在一系列的情況下變形金(jin)屬不會黏結在模(mo)環上，具有(you)很高的使用(yong)壽命，從而引起(qi)了(le)業界的關注。
用(yong)于擠(ji)壓(ya)工模具鋼(gang)(gang)的(de)熱(re)處理(li)制(zhi)度，應保(bao)證(zheng)制(zhi)品最高的(de)熱(re)穩(wen)定性。為此，淬火的(de)加熱(re)溫(wen)(wen)度應該取(qu)最高溫(wen)(wen)度，目的(de)是使固溶體最完全地合(he)金化(hua)。由3Cr2W8V鋼(gang)(gang)制(zhi)造的(de)模環的(de)淬火溫(wen)(wen)度應提(ti)高到(dao)(dao)1150℃(超過1080℃),這樣(yang)，當擠(ji)壓(ya)碳(tan)素鋼(gang)(gang)管時，其使用(yong)壽(shou)命(ming)提(ti)高了10%~15%.當擠(ji)壓(ya)長7~8m的(de)碳(tan)素鋼(gang)(gang)管時，平(ping)均使用(yong)壽(shou)命(ming)約(yue)為35~40支／只；當擠(ji)壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)(gang)管時，使用(yong)壽(shou)命(ming)平(ping)均約(yue)為20~25支／只。通常模環重(zhong)車使用(yong)率可(ke)以達到(dao)(dao)2~3倍。
采用Эи876A和Эи929M合金(jin)(jin)（俄(e)）制造的模環的使(shi)用壽命(ming)，當(dang)擠(ji)壓鎳基合金(jin)(jin)管(guan)(guan)時約為10~15支(zhi)／只，而(er)當(dang)擠(ji)壓難(nan)熔(rong)合金(jin)(jin)管(guan)(guan)時約為2~3支(zhi)／只。
模(mo)環的制(zhi)造方法：一般的圓孔(kong)環最(zui)經(jing)濟的方法應是整體(ti)坯料(liao)的離心澆(jiao)鑄(zhu)，對型孔(kong)環采用蠟模(mo)精密鑄(zhu)造。在這(zhe)種情況下，機(ji)械加工(gong)量最(zui)低(di)，并且廢料(liao)可以多次利用。
應(ying)(ying)該指出(chu)，采用蠟模鑄造型(xing)材模環時(shi)，允許型(xing)孔（模芯）不留余量。因此，應(ying)(ying)在防止脫碳和氧化的條(tiao)件下進行熱處(chu)理。
潤滑劑的(de)質量對模環的(de)使用壽命有重要的(de)影(ying)響，擠壓時應采用摩擦系數最小(xiao)、不會造成(cheng)不銹鋼管和(he)工具直接接觸的(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。
對于制造模環(huan)所采用(yong)材料的(de)(de)分(fen)析指(zhi)出：材料的(de)(de)成分(fen)趨向于多元化，其目的(de)(de)是力求提高材料的(de)(de)熱(re)(re)穩(wen)定性，并以(yi)此提高其耐(nai)熱(re)(re)磨性；但同時(shi)應估計到，不(bu)適(shi)當地降(jiang)低(di)導(dao)熱(re)(re)性（鉬合(he)金除(chu)外）會惡化材料的(de)(de)工(gong)藝性能(neng)和加工(gong)性能(neng)。導(dao)熱(re)(re)性的(de)(de)降(jiang)低(di)將促使金屬模環(huan)接(jie)觸表面層受熱(re)(re)溫度(du)的(de)(de)升高和減(jian)少由高合(he)金所得到的(de)(de)好(hao)處，為(wei)此，當必須得到一(yi)定的(de)(de)表面質量(liang)和很長的(de)(de)擠(ji)壓產品(pin)時(shi)，采用(yong)高合(he)金鋼和合(he)金模環(huan)是合(he)算(suan)的(de)(de)。
