不(bu)銹鋼(gang)管擠(ji)壓(ya)模是擠(ji)壓(ya)工(gong)模具中最易損壞的(de)模具。只(zhi)有在具有擠(ji)壓(ya)模的(de)使用過程(cheng)中所承受的(de)負荷和溫度變(bian)化方面的(de)數據的(de)條件下，才能有充(chong)分的(de)根據來(lai)選擇制造擠(ji)壓(ya)模的(de)材料。

 早在20世紀60年代末，德國的礦業研究院和格勒迪茨鋼廠，俄國的巴爾金中央黑色冶金科學研究院，全蘇不銹鋼管科學研究所和尼科波爾南方不銹鋼管(guan)廠，以及捷克斯洛伐克的黑色冶金科學研究院和切爾可夫冶金廠共同進行了這方面的試驗研究工作。

 為(wei)了確定(ding)擠壓(ya)模(mo)截(jie)面上各(ge)點(dian)(dian)（圖7-41)的(de)(de)(de)溫度，采用帶有熱(re)(re)電偶槽(cao)的(de)(de)(de)分塊(kuai)結構的(de)(de)(de)模(mo)子，帶有直徑為(wei)0.3~0.5mm導線的(de)(de)(de)Cr-Al熱(re)(re)電偶安(an)放在(zai)模(mo)子壓(ya)縮(suo)錐(zhui)的(de)(de)(de)起點(dian)(dian)和(he)中點(dian)(dian)（點(dian)(dian)1、點(dian)(dian)2),圓錐(zhui)到定(ding)徑帶的(de)(de)(de)過渡處（點(dian)(dian)3)和(he)模(mo)壁內（點(dian)(dian)4).在(zai)點(dian)(dian)1~3的(de)(de)(de)熱(re)(re)電偶的(de)(de)(de)端(duan)點(dian)(dian)安(an)置(zhi)在(zai)距離模(mo)子表面深(shen)度1.5mm處。焊接好(hao)已(yi)接上導線的(de)(de)(de)熱(re)(re)電偶，用由(you)氧化鋁和(he)水玻璃的(de)(de)(de)混(hun)合物(wu)制成的(de)(de)(de)絕緣(yuan)物(wu)質填滿熱(re)(re)電偶槽(cao)。然后(hou)把兩塊(kuai)半模(mo)焊接起來。

 為了(le)校準熱電偶(ou)，把裝(zhuang)配(pei)好的(de)模子放在(zai)有固定溫度(du)的(de)恒溫器中。熱電偶(ou)測出(chu)數值的(de)記(ji)(ji)錄由H-700示波(bo)器完成，在(zai)記(ji)(ji)錄溫度(du)的(de)同時還記(ji)(ji)錄了(le)擠(ji)壓力。

 在擠壓CT3和06Cr18Ni11Ti鋼坯料時，坯料在有保護氣氛的爐子中加熱到1180~1200℃,擠壓筒的直徑為80mm、120mm,擠壓比為4、7.1、16。

 個別測量(liang)擠壓(ya)(ya)模(mo)溫度的試驗(yan)是(shi)在擠壓(ya)(ya)鉬合金ZrMo-2A時進行的。鉬合金擠壓(ya)(ya)時，采用石墨墊進行無壓(ya)(ya)余擠壓(ya)(ya)。

 研(yan)究(jiu)了擠壓模受熱程度與(yu)所用玻璃(li)潤滑劑(ji)的黏度、延伸系數(shu)、擠壓速度和(he)其他(ta)參數(shu)之間的關系。擠壓時擠壓模的受熱情況(kuang)示于圖(tu)7-41.

 在(zai)采用(yong)玻璃(li)潤滑(hua)劑擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)不銹鋼坯料的(de)(de)(de)(de)條件下，擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)受熱(re)的(de)(de)(de)(de)一般情(qing)況示于圖(tu)7-41,由(you)圖(tu)可(ke)知：（1)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)之前擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)模(mo)(mo)(mo)上存在(zai)著體積上不均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)熱(re)場，這是(shi)在(zai)冷(leng)模(mo)(mo)(mo)子(zi)與被加熱(re)到350℃的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)接觸(chu)之后建立的(de)(de)(de)(de)。這時(shi)，模(mo)(mo)(mo)子(zi)的(de)(de)(de)(de)最(zui)大受熱(re)（約(yue)280℃)發生在(zai)模(mo)(mo)(mo)子(zi)同擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)筒(tong)直接接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)部位(wei)（點1),而(er)最(zui)小(xiao)受熱(re)發生在(zai)模(mo)(mo)(mo)子(zi)內部（點4).(2)在(zai)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)過程中，來(lai)自變形坯料的(de)(de)(de)(de)流(liu)作(zuo)用(yong)到模(mo)(mo)(mo)子(zi)上，此(ci)熱(re)流(liu)經過潤滑(hua)墊發生作(zuo)用(yong)，而(er)潤滑(hua)墊的(de)(de)(de)(de)厚度(du)(du)從點1到點3逐漸減小(xiao)。因此(ci)，模(mo)(mo)(mo)子(zi)工作(zuo)圓錐(zhui)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)受熱(re)是(shi)不均勻(yun)的(de)(de)(de)(de)。最(zui)大的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)增加ΔT發生在(zai)圓錐(zhui)部位(wei)到定徑帶的(de)(de)(de)(de)過渡處（點3),此(ci)處潤滑(hua)劑層最(zui)薄。在(zai)表(biao)面(mian)(mian)層，該區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)增加到300℃,而(er)在(zai)深(shen)度(du)(du)1.5mm處T3為200℃.在(zai)點1和點2處，ΔT的(de)(de)(de)(de)數值不超過20~30℃.因此(ci)，模(mo)(mo)(mo)子(zi)上最(zui)大受熱(re)處是(shi)區(qu)域(yu)3,該處表(biao)面(mian)(mian)層的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)達500℃,在(zai)深(shen)度(du)(du)1.5mm的(de)(de)(de)(de)層面(mian)(mian)平均溫度(du)(du)為400℃.

 試驗(yan)時(shi)，采(cai)用以下(xia)材料制作擠壓模具：GW工具鋼、鎳基和難熔金屬為(wei)基的(de)耐熱合金。這些(xie)材料的(de)強(qiang)度(du)(du)極(ji)限(xian)σ,和溫度(du)(du)的(de)關系示于圖(tu)7-42.從圖(tu)中(zhong)可以看出，熱穩定性(xing)最(zui)好的(de)工具鋼3Cr2W8V可以應用在不超(chao)過600℃的(de)受熱溫度(du)(du)下(xia)，超(chao)過該(gai)溫度(du)(du)將引(yin)起此鋼強(qiang)度(du)(du)極(ji)限(xian)的(de)急劇(ju)下(xia)降。

 鎳基(ji)耐熱合(he)金在800℃下可(ke)以保持足(zu)夠高的(de)強度。在加熱到900℃時，這類合(he)金還可(ke)以在不超(chao)過600MPa的(de)載荷下工(gong)作。

 鉬基高溫合金表現出強度性能在很寬的溫度范圍內的穩定性，但其強度水平明顯地低于鎳基高溫合金。只有在1000℃以上的溫度時，鉬合金才具有比Ni-monic 合金更高的強度，但其應用受到擠壓時單位壓力不應當超過400MPa的限制。

為了確定圖7-41試驗(yan)材料的(de)耐磨性，將其制(zhi)作成模環(huan)進行試驗(yan)。模環(huan)由鉬(mu)合金ZrMo-2A和(he)ZrMo-5、高溫合金CrNi5NbWMoCoAl和(he)ЖSi6CoP以及工具鋼(gang)3Cr2W8V制(zhi)成。另外(wai)還試驗(yan)了硬質合金WCo25B模環(huan)。套(tao)環(huan)由3Cr2W8V 鋼(gang)制(zhi)成并經熱(re)處理，HRC=42~44.各種材料的(de)模環(huan)的(de)硬度列于表(biao)7-7中(zhong)。

模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)以0.08~0.10mm的(de)(de)(de)過盈(ying)量(liang)被壓(ya)入套(tao)環(huan)(huan)中。以模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)孔直徑的(de)(de)(de)變化(hua)作(zuo)為評定(ding)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子磨(mo)損(sun)的(de)(de)(de)標準(zhun)。采(cai)用最佳成分的(de)(de)(de)潤滑(hua)劑(ji)(ji)在擠壓(ya)不銹鋼坯料的(de)(de)(de)條件(jian)下進(jin)行試驗。為了研究模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)在更加(jia)嚴酷的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)條件(jian)下工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)情況，進(jin)行了無潤滑(hua)劑(ji)(ji)擠壓(ya)試驗。此時在模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子點3部位的(de)(de)(de)受熱(re)溫(wen)度達到800~900℃.組合(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)試驗表(biao)明，在第(di)一(yi)批材料擠壓(ya)后(hou)，鉬(mu)合(he)金模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)過盈(ying)量(liang)減少，并發(fa)現(xian)(xian)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)孔直徑略有減小；但(dan)在以后(hou)的(de)(de)(de)數次(ci)擠壓(ya)后(hou)，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)孔沒(mei)(mei)有發(fa)生(sheng)變化(hua)，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)出現(xian)(xian)破(po)裂(lie)，而模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)裂(lie)紋的(de)(de)(de)存在卻(que)沒(mei)(mei)有影響其工(gong)作(zuo)能力。

高溫合金CrNi56WMoCoAl和(he)ЖSi6CoP也發生了帶有相應的(de)模(mo)孔直(zhi)徑(jing)不大地(di)減(jian)小。但此過(guo)程(cheng)沒有伴隨(sui)模(mo)環(huan)裂(lie)紋的(de)形(xing)成。

硬(ying)質合金模(mo)環（WCo25B)工作過程中并(bing)不會減小(xiao)直徑，相應(ying)地，尺(chi)寸也(ye)不會改(gai)變，但經第一次擠壓(ya)后，模(mo)環表面會產生網狀裂(lie)紋(wen)。

鉬合金(jin)模環由于減徑(jing)引起的(de)直(zhi)徑(jing)最(zui)大(da)減小值為0.25mm,而鎳合金(jin)為0.1mm.在隨后的(de)3~5次(ci)擠壓時(shi)（用潤滑劑），鎳合金(jin)模環孔(kong)徑(jing)停止(zhi)減小，而鉬合金(jin)模環仍有減徑(jing)，直(zhi)至10次(ci)擠壓后才停止(zhi)。

為了更加廣泛(fan)地試驗鎳基高溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)模環的(de)耐磨性(xing)，在(zai)巴爾金(jin)(jin)(jin)中央黑色冶(ye)金(jin)(jin)(jin)科學研究院進行的(de)雙金(jin)(jin)(jin)屬型材的(de)半工(gong)業性(xing)生產中，采用帶有(you)CrNi56WMoCoAl合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)模環，經受100次(ci)(ci)以上的(de)擠壓而無明顯的(de)磨損。KSi6CoP合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)模環用于擠壓高溫(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)Эи929試驗表明，模環在(zai)擠壓70次(ci)(ci)以后，實(shi)際上模孔尺寸沒有(you)改變。

在擠壓(ya)難(nan)熔合金(jin)坯料(liao)時(shi)，采用鉬合金(jin)ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和陶(tao)瓷CrSi22模(mo)環(huan)。為了防(fang)止模(mo)環(huan)減(jian)徑(jing)，模(mo)環(huan)要在低于再結晶溫度下進行預變形。

帶有以上材料模(mo)(mo)環的(de)組合模(mo)(mo)在擠(ji)壓(ya)鉬和鎢(wu)(wu)坯料時，加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度為(wei)(wei)1300℃.ZrMo-2A合金模(mo)(mo)環在第一次擠(ji)壓(ya)后(hou)，直徑增加(jia)了(le)0.8~1.0mm,當擠(ji)壓(ya)溫(wen)(wen)度提(ti)高到1500~1600℃時，模(mo)(mo)環孔徑增加(jia)達2.0mm,即(ji)發(fa)生了(le)強烈的(de)熱(re)磨(mo)損。帶ZrMo-5合金模(mo)(mo)環的(de)組合模(mo)(mo)顯示出(chu)比較高的(de)耐(nai)磨(mo)性，被用于擠(ji)壓(ya)加(jia)熱(re)到1400℃的(de)鎢(wu)(wu)坯料，經5次擠(ji)壓(ya)后(hou)，模(mo)(mo)環的(de)磨(mo)損為(wei)(wei)0.1mm.

 ZrMoW-70合金模環用于擠壓(ya)鉬合金坯料時，加熱溫度為(wei)1300℃,發生的模徑減徑量在擠壓(ya)3次后為(wei)1.1mm.

擠壓難熔(rong)合金(jin)時(shi)(shi)(shi)(shi)，加熱(re)溫度為1300~1700℃,采用(yong)裝(zhuang)有22CrSi陶瓷材料模(mo)環(huan)的(de)(de)組合模(mo)，絕(jue)對不(bu)會產生模(mo)孔尺(chi)寸的(de)(de)改變。但此(ci)種(zhong)材料模(mo)環(huan)的(de)(de)機械強度不(bu)高(gao)，經常在擠壓周期結束時(shi)(shi)(shi)(shi)，由于橫梁和(he)擠壓筒(tong)的(de)(de)碰撞震動而破壞(huai)，或當采用(yong)石墨墊進行無(wu)壓余擠壓時(shi)(shi)(shi)(shi)，在金(jin)屬(shu)從(cong)模(mo)孔擠出的(de)(de)瞬間，模(mo)環(huan)即發生破壞(huai)。表7-8為擠壓難熔(rong)金(jin)屬(shu)坯料時(shi)(shi)(shi)(shi)模(mo)環(huan)的(de)(de)使用(yong)壽命試驗結果(guo)。