高合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)、鎳基(ji)耐熱(re)合(he)金(jin)(jin)(jin)、鑄態鉬(mu)合(he)金(jin)(jin)(jin)、燒(shao)結(jie)鉬(mu)鋯合(he)金(jin)(jin)(jin)和難(nan)熔金(jin)(jin)(jin)屬(shu)等都屬(shu)于(yu)低塑(su)性(xing)難(nan)變形材(cai)料(liao)，在大(da)多數情況下，甚至在采(cai)用擠(ji)壓(ya)工(gong)(gong)藝加工(gong)(gong)時(shi)，也顯得可塑(su)性(xing)不足(zu)。在擠(ji)壓(ya)這類材(cai)料(liao)時(shi)，金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)連續(xu)性(xing)容(rong)易遭到破壞(huai)。由(you)于(yu)引起金(jin)(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)不均(jun)勻(yun)的(de)(de)流(liu)動(dong)而產生的(de)(de)拉伸應力，同(tong)時(shi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)與模具接觸層(ceng)的(de)(de)溫度(du)比較低，擠(ji)壓(ya)模與擠(ji)壓(ya)芯棒的(de)(de)間(jian)隙分布相對(dui)(dui)(dui)于(yu)空(kong)心坯壁厚的(de)(de)不對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)，導致金(jin)(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)不對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)。金(jin)(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動(dong)最不均(jun)勻(yun)的(de)(de)位置(zhi)是擠(ji)壓(ya)管(guan)的(de)(de)內外表面(mian)，因此，在擠(ji)壓(ya)管(guan)內表面(mian)產生缺陷的(de)(de)可能(neng)性(xing)最大(da)，而外表面(mian)則有(you)材(cai)料(liao)連續(xu)性(xing)被(bei)破壞(huai)的(de)(de)危險(xian)。
一、提高(gao)材料可(ke)塑性
材料(liao)的可塑(su)(su)性降低(di)，導致擠壓鋼(gang)管表面產生缺陷的可能性增加(jia)。坯料(liao)表面的接觸摩擦不均勻(yun)，引起鋼(gang)管圓周金屬流(liu)動的不均勻(yun)。為了防止(zhi)擠壓制(zhi)品(pin)產生缺陷，均勻(yun)地涂(tu)敷玻璃潤滑劑顯得(de)十(shi)分(fen)重要。除(chu)此(ci)之外(wai)，對于(yu)低(di)塑(su)(su)性難變形材料(liao)的擠壓，還可以采取以下工藝措施來提(ti)高材料(liao)的可塑(su)(su)性，防止(zhi)擠壓材料(liao)連續性的破(po)壞：
1. 包塑性包套
在(zai)坯(pi)(pi)料(liao)的(de)(de)內(nei)表(biao)(biao)面(mian)上(shang)包(bao)(bao)(bao)一(yi)層(ceng)塑(su)(su)性(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)屬，從而在(zai)擠壓變形(xing)時，在(zai)塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套內(nei)承受著最大的(de)(de)拉應(ying)力。當(dang)被(bei)擠壓金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)可塑(su)(su)性(xing)(xing)比較低時，塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套包(bao)(bao)(bao)在(zai)外表(biao)(biao)面(mian)。包(bao)(bao)(bao)塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套有(you)幾種(zhong)方法：a. 套管(guan)(guan)與坯(pi)(pi)料(liao)用(yong)(yong)簡(jian)單(dan)的(de)(de)機械結合(he)(he)，這種(zhong)方法最簡(jian)單(dan)；b. 電(dian)解涂(tu)層(ceng)；c. 離心鑄造等。在(zai)擠壓鎳合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)管(guan)(guan)（如Ni36GrTiAIMo合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)管(guan)(guan)）時，采用(yong)(yong)第一(yi)種(zhong)方法包(bao)(bao)(bao)塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套，擠壓出的(de)(de)鎳合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)管(guan)(guan)的(de)(de)內(nei)表(biao)(biao)面(mian)質量如圖5-4所(suo)示。
在擠壓鎳合金時，用321不銹(xiu)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(cai)用帶錐度(du)的(de)擠壓芯(xin)棒(bang)
在擠壓高強度合(he)金(jin)時，由于高強度合(he)金(jin)的最大變形(xing)力(li)很(hen)大，為了減(jian)小(xiao)變形(xing)力(li)，采用端部帶錐度的擠壓芯棒。
3. 坯料前端(duan)焊接碳鋼(gang)墊片
擠(ji)壓高強度鎳合金管(guan)時(shi)，將碳鋼(gang)制(zhi)成50mm厚的墊片(pian)，并將其焊接在坯料前端。這樣可以(yi)降低(di)開始(shi)擠(ji)壓時(shi)最大(da)壓力(li)的峰值，擠(ji)壓完成后(hou)碳鋼(gang)墊片(pian)會(hui)形(xing)成擠(ji)壓管(guan)的前端。
4. 坯料(liao)后端焊接塑性墊片
為了充分(fen)利(li)用貴金屬，并使擠壓(ya)后(hou)擠壓(ya)管(guan)與壓(ya)余(yu)容易分(fen)離，在個別情(qing)況下可將塑性墊片焊接(jie)在坯料的(de)后(hou)端，墊片的(de)厚(hou)(hou)度(du)應該是(shi)使其完(wan)全成為壓(ya)余(yu)的(de)厚(hou)(hou)度(du)。
5. 用反擠壓法提高材料的(de)塑性
在變形(xing)條件(jian)下(xia)，當變形(xing)區內建(jian)立(li)起推力(li)時，工作液體的(de)靜壓力(li)可(ke)以增(zeng)高到金屬(shu)材料屈服極(ji)限的(de)5~6倍，因(yin)而甚至可(ke)成功擠壓易碎的(de)材料，如粉末冶金的(de)坯料、灰口鐵等。
6. 建立“反壓力(li)”
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. 降低坯料加熱溫(wen)度
當擠壓管(guan)(guan)有一層易(yi)碎(sui)材料的(de)(de)雙(shuang)金(jin)屬管(guan)(guan)或雙(shuang)層管(guan)(guan)時，為了提(ti)高變形區內工作(zuo)液體的(de)(de)靜壓力，可采用降低坯料加熱溫度的(de)(de)方法。在這種情況下(xia)，易(yi)碎(sui)層的(de)(de)可塑性顯著提(ti)高，防止了裂(lie)紋的(de)(de)產生(sheng)。
8. 采(cai)用帶圓錐孔型的模具
俄羅斯巴爾金中央黑(hei)色冶金科學研究院(yuan)在拼壓不(bu)銹鋼、鎳基(ji)高溫合(he)金和難熔金屬(shu)時，采(cai)用帶(dai)圓錐孔型(xing)的(de)(de)模子進(jin)(jin)行試驗，其最小的(de)(de)擠(ji)壓力(li)是(shi)發生在采(cai)用的(de)(de)擠(ji)壓模喇(la)叭口(kou)入(ru)(ru)口(kou)角度2am=90°~120°的(de)(de)情(qing)況下，擠(ji)壓模的(de)(de)進(jin)(jin)口(kou)喇(la)叭口(kou)入(ru)(ru)口(kou)角在90°~120°間(jian)上下波動，都(dou)會使(shi)擠(ji)壓力(li)平均增加10%~15%。
9. 采用鉬合金“可拆換環”的組合結構擠(ji)壓模
組合(he)(he)(he)模(mo)(mo)由(you)(you)模(mo)(mo)盒、模(mo)(mo)環、彈(dan)簧組成，為(wei)了提高擠(ji)壓過程的(de)穩(wen)定性，模(mo)(mo)環可采用鉬合(he)(he)(he)金（MTZ)制作(zuo)。擠(ji)壓操作(zuo)時，可由(you)(you)10~16個鉬合(he)(he)(he)金環組成的(de)擠(ji)壓模(mo)(mo)輪流(liu)作(zuo)業(ye)，由(you)(you)于(yu)(yu)模(mo)(mo)盒與模(mo)(mo)環借(jie)助于(yu)(yu)彈(dan)簧固定，可以方便(bian)地裝卸。
二、特殊(shu)結構(gou)組合(he)擠壓模的使用
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)包含了設計擠壓模孔型時(shi)的全部要(yao)素尺(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(fen)末狀玻璃潤滑劑，附加(jia)黏結劑（水玻璃、紙漿廢液等）的(de)混合物裝(zhuang)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。
擠壓含硼的不銹鋼產(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。
為了避免(mian)擠(ji)(ji)(ji)壓產(chan)品出現(xian)性(xing)能(neng)的(de)各向異性(xing)，擠(ji)(ji)(ji)壓時強迫(po)產(chan)品在成(cheng)(cheng)形過程中進(jin)行旋(xuan)轉，造成(cheng)(cheng)擠(ji)(ji)(ji)壓產(chan)品性(xing)能(neng)各向異性(xing)的(de)相(xiang)組織條紋線(xian)(xian)呈螺旋(xuan)形布(bu)(bu)置(zhi)。在模(mo)(mo)(mo)子錐形部分刻(ke)成(cheng)(cheng)螺旋(xuan)形的(de)凹線(xian)(xian)，而在模(mo)(mo)(mo)子的(de)圓(yuan)柱(zhu)帶無(wu)這種(zhong)凹槽(cao)。擠(ji)(ji)(ji)壓時，產(chan)品依靠這種(zhong)專門的(de)模(mo)(mo)(mo)子旋(xuan)轉，完成(cheng)(cheng)附加相(xiang)的(de)螺旋(xuan)形分布(bu)(bu)，擠(ji)(ji)(ji)壓出的(de)鋼管仍具有光滑外(wai)表(biao)面。在采用帶凹線(xian)(xian)入口錐形模(mo)(mo)(mo)擠(ji)(ji)(ji)壓，含硼(peng)產(chan)品力學性(xing)能(neng)的(de)各向異性(xing)明顯下降。
