高合(he)(he)金(jin)(jin)鋼、鎳基耐熱合(he)(he)金(jin)(jin)、鑄態鉬(mu)合(he)(he)金(jin)(jin)、燒結(jie)鉬(mu)鋯(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)和難(nan)熔金(jin)(jin)屬(shu)等都屬(shu)于(yu)低塑性(xing)(xing)難(nan)變(bian)形材料，在(zai)(zai)大(da)多(duo)數(shu)情況下，甚至在(zai)(zai)采用擠(ji)壓工藝(yi)加工時(shi)，也(ye)顯得(de)可(ke)(ke)塑性(xing)(xing)不足。在(zai)(zai)擠(ji)壓這類材料時(shi)，金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)連續性(xing)(xing)容易遭到破壞。由于(yu)引(yin)起金(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)不均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動而產生的(de)(de)(de)(de)拉伸應力，同時(shi)金(jin)(jin)屬(shu)與模(mo)具(ju)接觸(chu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)溫度比較(jiao)低，擠(ji)壓模(mo)與擠(ji)壓芯棒(bang)的(de)(de)(de)(de)間(jian)隙分布相對(dui)于(yu)空心坯壁厚的(de)(de)(de)(de)不對(dui)稱，導(dao)致金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動不對(dui)稱。金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)動最(zui)不均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)是擠(ji)壓管(guan)的(de)(de)(de)(de)內(nei)外表面(mian)，因此，在(zai)(zai)擠(ji)壓管(guan)內(nei)表面(mian)產生缺陷的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)能性(xing)(xing)最(zui)大(da)，而外表面(mian)則(ze)有材料連續性(xing)(xing)被(bei)破壞的(de)(de)(de)(de)危險。
一、提高材料(liao)可塑性(xing)
材料(liao)(liao)(liao)的(de)可(ke)塑(su)性(xing)降低(di)，導致擠(ji)(ji)壓(ya)鋼管(guan)表(biao)面(mian)產生缺陷的(de)可(ke)能性(xing)增加。坯料(liao)(liao)(liao)表(biao)面(mian)的(de)接(jie)觸摩擦不(bu)均(jun)(jun)勻，引起鋼管(guan)圓(yuan)周金屬(shu)流動的(de)不(bu)均(jun)(jun)勻。為了防止擠(ji)(ji)壓(ya)制品產生缺陷，均(jun)(jun)勻地涂(tu)敷玻(bo)璃潤滑劑顯得十分重要。除此(ci)之外，對(dui)于(yu)低(di)塑(su)性(xing)難變形材料(liao)(liao)(liao)的(de)擠(ji)(ji)壓(ya)，還可(ke)以采(cai)取以下工藝措施來提高材料(liao)(liao)(liao)的(de)可(ke)塑(su)性(xing)，防止擠(ji)(ji)壓(ya)材料(liao)(liao)(liao)連續性(xing)的(de)破壞：
1. 包塑(su)性包套
在(zai)坯料(liao)的(de)(de)(de)內表面(mian)上包(bao)(bao)(bao)一層塑(su)(su)性(xing)(xing)金屬，從(cong)而在(zai)擠壓(ya)變形時(shi)，在(zai)塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套內承受著最大(da)的(de)(de)(de)拉應力。當(dang)被(bei)擠壓(ya)金屬的(de)(de)(de)可(ke)塑(su)(su)性(xing)(xing)比較低時(shi)，塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套包(bao)(bao)(bao)在(zai)外表面(mian)。包(bao)(bao)(bao)塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套有幾種(zhong)方法：a. 套管(guan)與坯料(liao)用簡單的(de)(de)(de)機械(xie)結合，這(zhe)種(zhong)方法最簡單；b. 電解涂層；c. 離心鑄造等。在(zai)擠壓(ya)鎳合金管(guan)（如Ni36GrTiAIMo合金管(guan)）時(shi)，采用第一種(zhong)方法包(bao)(bao)(bao)塑(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)(bao)套，擠壓(ya)出的(de)(de)(de)鎳合金管(guan)的(de)(de)(de)內表面(mian)質(zhi)量(liang)如圖5-4所示。
在擠壓鎳合金時，用321不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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. 采用帶錐度的擠壓芯(xin)棒(bang)
在擠(ji)壓高強(qiang)度(du)合金(jin)時，由(you)于高強(qiang)度(du)合金(jin)的(de)最大變形(xing)力(li)很大，為了減小變形(xing)力(li)，采用端部帶錐度(du)的(de)擠(ji)壓芯(xin)棒。
3. 坯料前端焊接(jie)碳(tan)鋼墊片
擠壓(ya)高強(qiang)度鎳(nie)合金管時，將碳鋼制(zhi)成50mm厚(hou)的(de)墊片，并將其(qi)焊接在坯料前端。這樣可以降低(di)開(kai)始擠壓(ya)時最大壓(ya)力的(de)峰值(zhi)，擠壓(ya)完成后碳鋼墊片會形成擠壓(ya)管的(de)前端。
4. 坯料后端焊接(jie)塑性墊片
為(wei)了充(chong)分利用貴(gui)金屬，并使(shi)擠壓后(hou)擠壓管與壓余容易分離(li)，在個別情況下可將塑性墊片焊接在坯料的后(hou)端，墊片的厚度應(ying)該是使(shi)其完全成(cheng)為(wei)壓余的厚度。
5. 用反擠壓法提高(gao)材料的塑(su)性
在(zai)變形條件下，當(dang)變形區內建立起推力時，工作液(ye)體的靜壓力可(ke)以增高(gao)到金屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)屈服極限的5~6倍，因(yin)而甚(shen)至可(ke)成(cheng)功擠(ji)壓易碎的材(cai)(cai)料(liao)(liao)，如粉末冶金的坯料(liao)(liao)、灰口鐵等。
6. 建(jian)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)低坯料加熱溫(wen)度
當擠(ji)壓管有一層(ceng)易(yi)碎(sui)材料(liao)的(de)(de)雙金屬管或雙層(ceng)管時，為(wei)了(le)提(ti)高(gao)變(bian)形區內工(gong)作液體(ti)的(de)(de)靜(jing)壓力，可采(cai)用降低坯料(liao)加熱溫度的(de)(de)方法。在這(zhe)種情況下(xia)，易(yi)碎(sui)層(ceng)的(de)(de)可塑性顯著(zhu)提(ti)高(gao)，防(fang)止了(le)裂紋的(de)(de)產生。
8. 采(cai)用帶圓錐孔型(xing)的模具
俄羅斯巴爾金(jin)中央黑色冶金(jin)科學研究院在拼(pin)壓不銹鋼(gang)、鎳(nie)基高溫(wen)合金(jin)和難熔金(jin)屬時，采(cai)用帶圓錐(zhui)孔型的(de)(de)(de)模(mo)子進(jin)行試驗，其最小的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓力是(shi)發生(sheng)在采(cai)用的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓模(mo)喇(la)叭口(kou)入口(kou)角(jiao)度(du)2am=90°~120°的(de)(de)(de)情況(kuang)下，擠(ji)(ji)壓模(mo)的(de)(de)(de)進(jin)口(kou)喇(la)叭口(kou)入口(kou)角(jiao)在90°~120°間(jian)上下波動，都會使擠(ji)(ji)壓力平(ping)均增加10%~15%。
9. 采用鉬合金“可拆換環”的組合結構(gou)擠壓模
組合模由(you)(you)模盒、模環(huan)、彈簧組成，為了提高擠壓(ya)(ya)過程的穩定性(xing)，模環(huan)可(ke)采用鉬(mu)(mu)合金（MTZ)制(zhi)作。擠壓(ya)(ya)操作時，可(ke)由(you)(you)10~16個鉬(mu)(mu)合金環(huan)組成的擠壓(ya)(ya)模輪(lun)流(liu)作業，由(you)(you)于模盒與模環(huan)借助(zhu)于彈簧固定，可(ke)以方便地裝卸。
二、特殊結構(gou)組合(he)擠壓模(mo)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(gao)溫合金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(bao)含了設(she)計擠(ji)壓模(mo)孔型時的(de)全部要素尺寸。
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(bo)璃(li)潤滑劑(ji)，附加黏結劑(ji)（水玻(bo)璃(li)、紙漿廢液等）的混(hun)合物(wu)裝入組合模干燥后使(shi)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(run)滑劑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(pin)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。
為了避免擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)(pin)出現性(xing)能的各向(xiang)異性(xing)，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時強迫產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)成形(xing)過程(cheng)中進行(xing)旋轉，造成擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)(pin)性(xing)能各向(xiang)異性(xing)的相組織條紋線呈螺旋形(xing)布置。在(zai)(zai)(zai)模子錐(zhui)(zhui)形(xing)部(bu)分刻成螺旋形(xing)的凹(ao)(ao)線，而(er)在(zai)(zai)(zai)模子的圓柱帶無這(zhe)種凹(ao)(ao)槽。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時，產(chan)(chan)品(pin)(pin)依靠這(zhe)種專門的模子旋轉，完成附(fu)加相的螺旋形(xing)分布，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)出的鋼(gang)管(guan)仍具有(you)光(guang)滑外表面。在(zai)(zai)(zai)采(cai)用帶凹(ao)(ao)線入口錐(zhui)(zhui)形(xing)模擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)，含(han)硼產(chan)(chan)品(pin)(pin)力學性(xing)能的各向(xiang)異性(xing)明顯下降。
