高合金(jin)(jin)鋼、鎳基(ji)耐熱合金(jin)(jin)、鑄態鉬(mu)合金(jin)(jin)、燒結鉬(mu)鋯(gao)合金(jin)(jin)和難(nan)(nan)熔金(jin)(jin)屬(shu)等都(dou)屬(shu)于低塑性(xing)難(nan)(nan)變形材(cai)料(liao)，在(zai)大多數(shu)情況下，甚(shen)至在(zai)采用擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)工藝加工時(shi)(shi)，也顯得可(ke)塑性(xing)不(bu)足。在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)這類材(cai)料(liao)時(shi)(shi)，金(jin)(jin)屬(shu)的(de)連續性(xing)容(rong)易(yi)遭到破(po)壞(huai)。由于引起(qi)金(jin)(jin)屬(shu)層不(bu)均(jun)勻的(de)流動而(er)產生(sheng)的(de)拉(la)伸應力，同時(shi)(shi)金(jin)(jin)屬(shu)與模具接(jie)觸層的(de)溫度比較低，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)模與擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)芯棒(bang)的(de)間隙分(fen)布相對于空心坯壁厚的(de)不(bu)對稱，導致金(jin)(jin)屬(shu)流動不(bu)對稱。金(jin)(jin)屬(shu)流動最不(bu)均(jun)勻的(de)位置是擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)管的(de)內外表面(mian)(mian)，因此(ci)，在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)管內表面(mian)(mian)產生(sheng)缺(que)陷的(de)可(ke)能(neng)性(xing)最大，而(er)外表面(mian)(mian)則有材(cai)料(liao)連續性(xing)被破(po)壞(huai)的(de)危險。
一、提高材料可塑(su)性(xing)
材料的(de)(de)(de)可(ke)塑性降低，導致擠(ji)(ji)壓(ya)鋼(gang)管(guan)表(biao)面產(chan)生缺陷的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性增加。坯(pi)料表(biao)面的(de)(de)(de)接(jie)觸摩擦不均勻，引起鋼(gang)管(guan)圓周金(jin)屬流動的(de)(de)(de)不均勻。為了防止擠(ji)(ji)壓(ya)制品產(chan)生缺陷，均勻地涂(tu)敷玻璃(li)潤滑劑顯得十分重要。除此之外(wai)，對于(yu)低塑性難變形材料的(de)(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)，還可(ke)以采取(qu)以下(xia)工藝措施來提(ti)高材料的(de)(de)(de)可(ke)塑性，防止擠(ji)(ji)壓(ya)材料連續(xu)性的(de)(de)(de)破壞：
1. 包(bao)塑性包(bao)套
在坯(pi)(pi)料的內(nei)表(biao)(biao)面上包(bao)(bao)一層(ceng)塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)金(jin)屬，從而在擠(ji)壓(ya)變形時，在塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)套(tao)(tao)內(nei)承(cheng)受著最大的拉(la)應力。當被擠(ji)壓(ya)金(jin)屬的可塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)比較低時，塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)套(tao)(tao)包(bao)(bao)在外表(biao)(biao)面。包(bao)(bao)塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)套(tao)(tao)有幾種(zhong)(zhong)方法：a. 套(tao)(tao)管(guan)與坯(pi)(pi)料用簡(jian)單(dan)的機(ji)械結合，這種(zhong)(zhong)方法最簡(jian)單(dan)；b. 電解(jie)涂層(ceng)；c. 離心鑄(zhu)造等。在擠(ji)壓(ya)鎳合金(jin)管(guan)（如(ru)Ni36GrTiAIMo合金(jin)管(guan)）時，采用第(di)一種(zhong)(zhong)方法包(bao)(bao)塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)包(bao)(bao)套(tao)(tao)，擠(ji)壓(ya)出(chu)的鎳合金(jin)管(guan)的內(nei)表(biao)(biao)面質量如(ru)圖5-4所示。
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(zai)擠壓高強度合金(jin)(jin)時(shi)，由于高強度合金(jin)(jin)的最(zui)大(da)變形力(li)很大(da)，為了減小變形力(li)，采用端部帶錐度的擠壓芯棒。
3. 坯料前端焊接碳鋼墊片(pian)
擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)高強度鎳合(he)金管(guan)時(shi)，將(jiang)碳鋼(gang)制(zhi)成50mm厚的(de)墊(dian)片，并將(jiang)其焊接在坯料前(qian)端。這樣可(ke)以降(jiang)低開始擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)時(shi)最大壓(ya)(ya)力的(de)峰值，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)完(wan)成后碳鋼(gang)墊(dian)片會(hui)形(xing)成擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)管(guan)的(de)前(qian)端。
4. 坯(pi)料后端焊接塑性(xing)墊(dian)片
為了(le)充分利(li)用(yong)貴金屬，并使(shi)(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)后(hou)擠(ji)壓(ya)(ya)管與壓(ya)(ya)余容易分離，在個別情況下可將(jiang)塑性墊片焊接在坯料的后(hou)端，墊片的厚度應該(gai)是使(shi)(shi)其完(wan)全成為壓(ya)(ya)余的厚度。
5. 用(yong)反擠壓(ya)法提高材(cai)料的塑(su)性
在(zai)變形條件(jian)下，當變形區(qu)內建立起推(tui)力(li)時，工作(zuo)液體(ti)的(de)(de)靜壓(ya)力(li)可以增高到(dao)金屬材料屈服極限的(de)(de)5~6倍，因而甚至可成(cheng)功擠壓(ya)易碎的(de)(de)材料，如粉末(mo)冶金的(de)(de)坯(pi)料、灰口鐵等(deng)。
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. 降低坯料加熱溫度
當擠壓管(guan)(guan)有一(yi)層易碎材料的雙金屬管(guan)(guan)或雙層管(guan)(guan)時，為了提高(gao)變形區內工作液體的靜壓力，可采用降低(di)坯(pi)料加(jia)熱溫度的方法(fa)。在這種情(qing)況下，易碎層的可塑(su)性顯著(zhu)提高(gao)，防(fang)止了裂(lie)紋的產生。
8. 采用(yong)帶圓(yuan)錐孔型的模具(ju)
俄羅(luo)斯巴爾(er)金(jin)中央(yang)黑色(se)冶(ye)金(jin)科學研究院在拼壓(ya)不銹(xiu)鋼、鎳基(ji)高溫(wen)合金(jin)和難熔金(jin)屬時，采(cai)用帶圓錐孔型的(de)模子進(jin)行(xing)試(shi)驗，其最小的(de)擠壓(ya)力是發生在采(cai)用的(de)擠壓(ya)模喇叭口(kou)(kou)入口(kou)(kou)角度2am=90°~120°的(de)情況下(xia)，擠壓(ya)模的(de)進(jin)口(kou)(kou)喇叭口(kou)(kou)入口(kou)(kou)角在90°~120°間上(shang)下(xia)波(bo)動，都會使擠壓(ya)力平均增(zeng)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(mo)(mo)由(you)模(mo)(mo)盒、模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)、彈(dan)(dan)簧(huang)組成，為了(le)提高擠(ji)壓(ya)過程(cheng)的穩定(ding)性，模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)可采用鉬(mu)合金(jin)（MTZ)制(zhi)作。擠(ji)壓(ya)操作時，可由(you)10~16個鉬(mu)合金(jin)環(huan)(huan)(huan)組成的擠(ji)壓(ya)模(mo)(mo)輪流作業，由(you)于模(mo)(mo)盒與(yu)模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)借助于彈(dan)(dan)簧(huang)固(gu)定(ding)，可以(yi)方便(bian)地裝卸。
二(er)、特殊結構組(zu)合擠壓模(mo)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(ya)模(mo)孔型時的全部要素尺寸(cun)。
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)璃潤滑劑，附加黏結劑（水(shui)玻(bo)璃、紙漿(jiang)廢液等）的(de)混合物裝入組合模干(gan)燥(zao)后使用(yong)。
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(hua)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(bi)免擠(ji)(ji)壓產品(pin)(pin)出現性(xing)能的(de)各向(xiang)異性(xing)，擠(ji)(ji)壓時強迫產品(pin)(pin)在(zai)(zai)成(cheng)(cheng)形(xing)過程中進(jin)行旋(xuan)轉，造成(cheng)(cheng)擠(ji)(ji)壓產品(pin)(pin)性(xing)能各向(xiang)異性(xing)的(de)相組(zu)織條紋線呈螺旋(xuan)形(xing)布(bu)置。在(zai)(zai)模子錐(zhui)形(xing)部分刻成(cheng)(cheng)螺旋(xuan)形(xing)的(de)凹(ao)線，而在(zai)(zai)模子的(de)圓柱帶無這種(zhong)(zhong)凹(ao)槽。擠(ji)(ji)壓時，產品(pin)(pin)依(yi)靠這種(zhong)(zhong)專門的(de)模子旋(xuan)轉，完成(cheng)(cheng)附加相的(de)螺旋(xuan)形(xing)分布(bu)，擠(ji)(ji)壓出的(de)鋼管(guan)仍具(ju)有光(guang)滑外表面。在(zai)(zai)采用帶凹(ao)線入口錐(zhui)形(xing)模擠(ji)(ji)壓，含硼產品(pin)(pin)力學性(xing)能的(de)各向(xiang)異性(xing)明顯下降。
