高合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼、鎳基耐熱(re)合(he)金(jin)(jin)(jin)、鑄態鉬合(he)金(jin)(jin)(jin)、燒結鉬鋯合(he)金(jin)(jin)(jin)和難(nan)熔(rong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)等都屬(shu)(shu)于(yu)低塑性(xing)難(nan)變形(xing)材(cai)料，在大(da)多數情況下，甚(shen)至在采(cai)用擠壓(ya)(ya)工藝加工時(shi)(shi)，也顯得可塑性(xing)不(bu)足。在擠壓(ya)(ya)這(zhe)類材(cai)料時(shi)(shi)，金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)連續性(xing)容易遭到破壞(huai)。由于(yu)引(yin)起(qi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)層不(bu)均勻的(de)(de)流(liu)動而(er)產生(sheng)的(de)(de)拉伸應力，同時(shi)(shi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)與模具接(jie)觸層的(de)(de)溫度比較低，擠壓(ya)(ya)模與擠壓(ya)(ya)芯棒的(de)(de)間(jian)隙分(fen)布相對(dui)(dui)于(yu)空(kong)心坯壁厚的(de)(de)不(bu)對(dui)(dui)稱，導致金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動不(bu)對(dui)(dui)稱。金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動最不(bu)均勻的(de)(de)位置是擠壓(ya)(ya)管(guan)的(de)(de)內外表面，因此(ci)，在擠壓(ya)(ya)管(guan)內表面產生(sheng)缺陷的(de)(de)可能性(xing)最大(da)，而(er)外表面則有材(cai)料連續性(xing)被破壞(huai)的(de)(de)危(wei)險(xian)。
一、提高材(cai)料可塑(su)性(xing)
材(cai)料的(de)(de)可塑(su)性(xing)降低，導(dao)致擠壓鋼管表面產生缺陷(xian)(xian)的(de)(de)可能(neng)性(xing)增加。坯料表面的(de)(de)接(jie)觸摩擦不均勻，引起鋼管圓周金屬流動(dong)的(de)(de)不均勻。為了防止擠壓制品產生缺陷(xian)(xian)，均勻地涂敷玻璃潤滑劑(ji)顯得十分重要。除此之外，對于低塑(su)性(xing)難變形(xing)材(cai)料的(de)(de)擠壓，還可以(yi)采(cai)取以(yi)下工藝措施來提高材(cai)料的(de)(de)可塑(su)性(xing)，防止擠壓材(cai)料連續性(xing)的(de)(de)破壞(huai)：
1. 包塑性包套
在(zai)坯料的(de)內(nei)表面上包一層塑(su)(su)性(xing)金屬，從而在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)變形時(shi)(shi)，在(zai)塑(su)(su)性(xing)包套(tao)內(nei)承受著最大的(de)拉(la)應(ying)力。當被擠(ji)(ji)壓(ya)金屬的(de)可塑(su)(su)性(xing)比較(jiao)低時(shi)(shi)，塑(su)(su)性(xing)包套(tao)包在(zai)外表面。包塑(su)(su)性(xing)包套(tao)有幾種(zhong)方(fang)法(fa)：a. 套(tao)管(guan)與坯料用簡(jian)單的(de)機械結合，這種(zhong)方(fang)法(fa)最簡(jian)單；b. 電(dian)解涂層；c. 離心鑄造等。在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)鎳合金管(guan)（如(ru)(ru)Ni36GrTiAIMo合金管(guan)）時(shi)(shi)，采(cai)用第一種(zhong)方(fang)法(fa)包塑(su)(su)性(xing)包套(tao)，擠(ji)(ji)壓(ya)出的(de)鎳合金管(guan)的(de)內(nei)表面質量如(ru)(ru)圖5-4所示(shi)。
在擠壓鎳合金時，用321不銹鋼制作坯料內表面的塑性保護套。保護套的厚度與延伸系數有關，擠壓后塑性層壁厚為0.8~1.0mm.在擠壓Ni38CrTiAlMo5 合金管時，采用3.5mm的碳鋼內套，用電焊將碳鋼管焊接在坯料上。
2. 采用(yong)帶錐度的擠壓芯棒
在擠壓(ya)高(gao)強(qiang)度(du)(du)合金時，由(you)于(yu)高(gao)強(qiang)度(du)(du)合金的(de)最大變形(xing)力很大，為了減小變形(xing)力，采用端部帶錐度(du)(du)的(de)擠壓(ya)芯棒。
3. 坯料前端(duan)焊接(jie)碳(tan)鋼墊片
擠(ji)壓(ya)高強度鎳(nie)合金管(guan)時(shi)(shi)，將(jiang)碳(tan)鋼制(zhi)成50mm厚的(de)墊片，并將(jiang)其焊接在坯料前端。這樣可以降低開始(shi)擠(ji)壓(ya)時(shi)(shi)最大(da)壓(ya)力的(de)峰值，擠(ji)壓(ya)完成后碳(tan)鋼墊片會形成擠(ji)壓(ya)管(guan)的(de)前端。
4. 坯料后端焊接塑(su)性(xing)墊片
為了充分(fen)利(li)用貴金(jin)屬，并使擠壓(ya)(ya)后(hou)擠壓(ya)(ya)管與(yu)壓(ya)(ya)余容易(yi)分(fen)離，在個別情況下可(ke)將塑性(xing)墊片(pian)焊(han)接在坯料(liao)的(de)后(hou)端，墊片(pian)的(de)厚度應該是(shi)使其完(wan)全成(cheng)為壓(ya)(ya)余的(de)厚度。
5. 用反擠(ji)壓(ya)法提高材料的塑性
在變形條件下(xia)，當變形區內(nei)建(jian)立起推(tui)力時，工作液體(ti)的靜壓力可(ke)以增高到金(jin)屬材(cai)料(liao)屈服極限(xian)的5~6倍，因而甚至(zhi)可(ke)成功擠壓易碎的材(cai)料(liao)，如粉(fen)末冶金(jin)的坯料(liao)、灰口鐵等。
6. 建立“反壓力”
在實際工業生產中，用低塑性合金擠壓管子時，采用將擠壓模的圓柱帶從10mm增加到15~25mm或者以小角度代替圓錐部分，即采用模子的人口角為5°~15°,使其建立“反壓力”，可成功地用鎳合金坯料擠壓出鎳管而沒有破壞。此時，工作液體的靜壓力僅提高到（1.5~1.8)σb。
7. 降(jiang)低(di)坯料(liao)加熱溫度
當擠壓(ya)(ya)管(guan)(guan)有一層易(yi)碎材料的(de)(de)雙金(jin)屬管(guan)(guan)或雙層管(guan)(guan)時，為了提高變(bian)形區內工作液體的(de)(de)靜(jing)壓(ya)(ya)力，可(ke)采用降低坯料加熱溫度(du)的(de)(de)方法。在這種情況(kuang)下，易(yi)碎層的(de)(de)可(ke)塑性顯著提高，防止了裂(lie)紋的(de)(de)產生。
8. 采(cai)用(yong)帶圓(yuan)錐孔型的模具
俄羅斯巴爾(er)金(jin)中央黑色冶金(jin)科學研究院(yuan)在(zai)拼壓(ya)(ya)(ya)不銹(xiu)鋼(gang)、鎳基(ji)高溫合金(jin)和難熔金(jin)屬時，采用帶圓錐孔(kong)型的(de)(de)模子(zi)進(jin)行試驗，其最小的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)力是發(fa)生在(zai)采用的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)模喇叭口(kou)入口(kou)角(jiao)度2am=90°~120°的(de)(de)情況下(xia)，擠壓(ya)(ya)(ya)模的(de)(de)進(jin)口(kou)喇叭口(kou)入口(kou)角(jiao)在(zai)90°~120°間上下(xia)波動，都會使擠壓(ya)(ya)(ya)力平(ping)均(jun)增加10%~15%。
9. 采用鉬合金(jin)“可拆換環”的組(zu)合結(jie)構擠壓(ya)模(mo)
組(zu)合模(mo)(mo)由(you)模(mo)(mo)盒、模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)、彈簧(huang)組(zu)成(cheng)(cheng)，為了(le)提高(gao)擠(ji)壓過程的穩定性，模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)可采用鉬(mu)合金（MTZ)制作。擠(ji)壓操作時(shi)，可由(you)10~16個鉬(mu)合金環(huan)(huan)(huan)組(zu)成(cheng)(cheng)的擠(ji)壓模(mo)(mo)輪流作業，由(you)于模(mo)(mo)盒與模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)借助于彈簧(huang)固定，可以(yi)方(fang)便地(di)裝(zhuang)卸(xie)。
二、特殊結構組合(he)擠壓模的(de)使用
為了確保玻璃潤滑劑的連續供給，保護擠壓模工作部分免受過熱和磨損，俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科學研究院專門針對鎳基高溫合金(jin)和難熔金屬的擠壓設計了具有特殊結構的組合擠壓模，其結構如圖5-5所示。
該擠壓模由金屬模套1、特殊材料擠壓模2和特殊形狀潤滑墊3組成。潤滑墊3既是模子組成形狀的一部分，也可作為變形金屬的潤滑源。收縮錐的AB外環高度為h1,角度為α1,定徑孔直徑為2r1;內環高度為h2,錐角為α2,定徑孔直徑2r2<2r1.在該模子中，變形區的側面形狀的長度包括AB和BC兩部分，形成帶有由玻璃潤滑材料構成的入口錐的雙錐形孔型。模子平面BCDEF 被玻璃潤滑劑填滿，玻璃潤滑劑形成了第二個壓縮錐BC,其角度為αk為：
式（5-1)包含了設(she)計擠壓模孔型時的(de)全部要素(su)尺(chi)寸。
改變第一和第二個圓錐之間的延伸系數的比值、角度α1和α2以及內部嵌入物的輪廓尺寸，可以得到不同定徑帶的配合，且同時并不超過模子的基本尺寸（高度h1).在r1=Rk時，可得到由母線AC和角度αoδ所成的圓錐模子定徑帶；在r1=r2時，在模子中產生凸緣長度為BC的圓錐或平面（α1=90°)定徑帶。因此，模子潤滑錐的角度a,可以在αoδ~0°范圍變化。
將粉末狀玻璃潤滑劑，附加(jia)黏結劑（水玻璃、紙漿(jiang)廢液等）的混(hun)合物裝入組合模(mo)干燥后使用。
擠壓前，在擠壓模上部的圓錐上放置玻璃潤滑墊。擠壓過程中玻璃的剩余物充滿空間3。在擠壓負荷的作用下，玻璃潤滑劑(ji)被擠壓成模子不可分離的部分。模子中位于直接鄰近定徑區的玻璃潤滑劑可形成連續的玻璃膜，保證金屬在流體動摩擦條件下完成變形。而玻璃潤滑劑的隔熱性能可降低模子凸緣部分金屬的受熱程度，從而提高擠壓模的使用壽命。新型結構組合模的應用實踐表明，單從模子的使用壽命來考慮，新型結構組合模的使用壽命是圓錐模的數倍。
擠壓含硼的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)產(chan)品時發現，產品縱向和橫向上的力學性能存在較大的各向異性，這是由于附加相的縱向變形顯著或不溶性非金屬化合物在縱向呈條狀所致。
為(wei)了避免擠壓(ya)產(chan)品(pin)(pin)(pin)出現性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)各向(xiang)異(yi)性(xing)(xing)(xing)，擠壓(ya)時(shi)強(qiang)迫產(chan)品(pin)(pin)(pin)在成形(xing)(xing)(xing)過程中進行旋(xuan)轉(zhuan)，造成擠壓(ya)產(chan)品(pin)(pin)(pin)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)各向(xiang)異(yi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)相(xiang)組織條紋(wen)線(xian)呈螺(luo)(luo)旋(xuan)形(xing)(xing)(xing)布(bu)(bu)置。在模(mo)子(zi)錐形(xing)(xing)(xing)部分刻成螺(luo)(luo)旋(xuan)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)凹線(xian)，而在模(mo)子(zi)的(de)(de)圓柱(zhu)帶無(wu)這(zhe)種凹槽。擠壓(ya)時(shi)，產(chan)品(pin)(pin)(pin)依(yi)靠這(zhe)種專門的(de)(de)模(mo)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)，完(wan)成附加相(xiang)的(de)(de)螺(luo)(luo)旋(xuan)形(xing)(xing)(xing)分布(bu)(bu)，擠壓(ya)出的(de)(de)鋼管仍具有光滑外表面。在采用(yong)帶凹線(xian)入(ru)口錐形(xing)(xing)(xing)模(mo)擠壓(ya)，含(han)硼產(chan)品(pin)(pin)(pin)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)各向(xiang)異(yi)性(xing)(xing)(xing)明顯下降。
