現代的臥式管型材擠壓機上采用的擠壓模的結構，取決于擠壓機的形式和擠壓制品的種類。從經濟性的角度來考量，采用組合式擠壓模應是最為有利的選擇。不銹鋼管組合式擠壓模(mo)一般是由(you)模(mo)環、模(mo)套、喇叭口和模(mo)座組成。圖7-28所示為簡(jian)裝型組合模(mo)。
對于(yu)最容易磨損(sun)的(de)(de)(de)部分(fen)（模環），采用具(ju)有高耐(nai)熱(re)(re)性(xing)(xing)(xing)和高耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)高合(he)金(jin)鋼(gang)、耐(nai)熱(re)(re)合(he)金(jin)或金(jin)屬陶瓷(ci)等(deng)材(cai)料制成，而(er)對于(yu)套環則采用具(ju)有高韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和高強度的(de)(de)(de)鋼(gang)制作。
將模環裝(zhuang)入套環的方法可(ke)以(yi)有兩種：一種是緊(jin)固(gu)配合，另一種是無緊(jin)固(gu)配合。
模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)與(yu)套(tao)(tao)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)無緊固(gu)配合，是(shi)借(jie)助于(yu)可(ke)拆換模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)結構來實現，即(ji)模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)與(yu)套(tao)(tao)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)固(gu)定(ding)是(shi)采(cai)用彈簧剪切環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)緊固(gu)方法達到（圖7-29),在(zai)模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)和套(tao)(tao)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)裝配時(shi)錐形連接是(shi)必(bi)需的(de)。因為(wei)錐形連接可(ke)以保證模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)從套(tao)(tao)環(huan)(huan)(huan)(huan)中(zhong)順利地取出，以及避免了在(zai)擠(ji)壓過程中(zhong)由(you)于(yu)徑向力而引(yin)起的(de)開裂。每次擠(ji)壓后，模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)和壓余一起推出，在(zai)專門的(de)壓力機上(shang)容易地把模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)從壓余上(shang)取下。并且(qie)，在(zai)擠(ji)壓過程中(zhong)可(ke)由(you)10~16個模(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)組(zu)成(cheng)一組(zu)輪流使用。
模環(huan)(huan)和套環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)緊固配(pei)合(he)(he)，是采用熱(re)(re)壓配(pei)合(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)來實現，即將(jiang)帶有(you)等于其外徑的(de)(de)(de)(de)(de)0.10%~0.15%過(guo)盈量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)模環(huan)(huan)以(yi)熱(re)(re)裝配(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式裝入套環(huan)(huan)內(nei)(nei)（圖7-30),以(yi)一定的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)盈量(liang)采用熱(re)(re)裝配(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)壓裝而成的(de)(de)(de)(de)(de)組合(he)(he)模，在模環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)外表面(mian)和套環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)表面(mian)層之間，存在著一定的(de)(de)(de)(de)(de)預應(ying)力。擠壓時，在承受高單位壓力的(de)(de)(de)(de)(de)模環(huan)(huan)上，從(cong)相(xiang)反(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)向上施(shi)加預應(ying)力，有(you)利于擠壓制品精(jing)度和擠壓模使用壽命的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高。實踐(jian)證明(ming)，采用MTZ合(he)(he)金模環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)組合(he)(he)模的(de)(de)(de)(de)(de)使用成本，要(yao)比使用一般(ban)擠壓模降低了30%~40%。
在不銹(xiu)鋼管的擠壓(ya)中，比較普遍地采用以3Cr2W8V熱模鋼制成的模環，其硬度達到40,所必需的回(hui)火溫度約(yue)為(wei)650~660℃,回(hui)火時間為(wei)2h。
為(wei)了封閉擠壓(ya)筒，將擠壓(ya)模的外圓錐(zhui)和擠壓(ya)筒內襯(chen)的相應部分加工成(cheng)帶15°~30°傾角的圓錐(zhui)形。
對用(yong)于較輕擠壓(ya)工藝(yi)條件下的(de)(de)模(mo)(mo)環、套環、支承環等(deng)組合(he)模(mo)(mo)的(de)(de)零件和可拆換模(mo)(mo)環結(jie)構的(de)(de)組合(he)模(mo)(mo)，可以采用(yong)45Cr3W3MoVSi和3Cr2W8V鋼來(lai)制造，前(qian)者比后者的(de)(de)熱穩(wen)定溫度要高出20~30℃.
在擠(ji)(ji)壓(ya)高變(bian)形(xing)抗力的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)時，需要(yao)采(cai)用(yong)(yong)具有(you)更高熱(re)穩定性能的(de)(de)(de)材料(liao)制(zhi)造的(de)(de)(de)工(gong)具。研究了(le)含W17%~19%、Co 15%的(de)(de)(de)特殊鋼(gang)(gang)如 X20CrCoWMo1010(德(de)）的(de)(de)(de)熱(re)穩定溫度(du)達740℃,模(mo)子的(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命比3Cr2W8V提高1.0~1.5倍(bei)。并且還推(tui)廣使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)再結晶溫度(du)下(xia)強(qiang)(qiang)化變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)X50NiCrWV1313(德(de)）奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)制(zhi)作擠(ji)(ji)壓(ya)工(gong)模(mo)具。航空工(gong)業(ye)及(ji)噴氣(qi)技術(shu)的(de)(de)(de)發展，需要(yao)采(cai)用(yong)(yong)特殊的(de)(de)(de)鎳(nie)基熱(re)強(qiang)(qiang)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)。這種鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)擠(ji)(ji)壓(ya)時，由于高的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)程度(du)引起模(mo)環的(de)(de)(de)嚴(yan)重(zhong)磨損，以(yi)致于1個(ge)3Cr2W8V模(mo)環只(zhi)能擠(ji)(ji)壓(ya)1支(zhi)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)后就破壞(huai)不能再用(yong)(yong)，且鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)表(biao)面質(zhi)量還不能得到(dao)保證。為(wei)此，采(cai)用(yong)(yong)了(le)高強(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)環。其最合(he)(he)適的(de)(de)(de)硬度(du)HRC為(wei)38~43.鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)環由于加(jia)工(gong)困難(nan)，所以(yi)采(cai)用(yong)(yong)精密(mi)澆鑄的(de)(de)(de)方法(fa)先制(zhi)作毛坯，再通過極(ji)小的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)余量機加(jia)工(gong)出成(cheng)品。其合(he)(he)金(jin)(jin)牌號為(wei)U86和(he)U919(俄）。采(cai)用(yong)(yong)鈷基合(he)(he)金(jin)(jin)制(zhi)作的(de)(de)(de)模(mo)環，使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命也很高，但因成(cheng)本高、加(jia)工(gong)難(nan)而(er)受到(dao)限制(zhi)。
尼科波爾南方鋼管廠在擠壓不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)及型材時，試驗了采用MTZW合金的模環，獲得了滿意的結果。
MTZW 合(he)(he)金(jin)(jin)模(mo)(mo)環(huan)擠壓20號鋼，延伸系(xi)數為(wei)25,模(mo)(mo)環(huan)壽(shou)命為(wei)650次／只。在高溫條件下比較熱模(mo)(mo)鋼、鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)和鉬基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)的力學(xue)性能(neng)（圖7-31)表明，隨著溫度(du)的增高，合(he)(he)金(jin)(jin)的性能(neng)產生(sheng)了復雜(za)的軟化。
鉬合金具有不高的原始強度，但在1100~1200℃溫度下保持了相當高的σb值。
擠(ji)壓(ya)鉬合(he)金(jin)制品(pin)時，含有氧化鋁陶瓷的材料22CrSi模環得到(dao)應(ying)用，其可以在(zai)高達1600~1700℃的坯料加(jia)熱溫度下，擠(ji)壓(ya)15支以上的鉬合(he)金(jin)制品(pin)，同時，擠(ji)壓(ya)制品(pin)的高表面質量和(he)幾何尺寸的高精度也得到(dao)保證。
利用穩(wen)定的(de)(de)二(er)氧(yang)化鋯通過擠壓并隨后壓縮(suo)的(de)(de)方法制造的(de)(de)整體的(de)(de)礦物陶瓷(ci)環，由于使用時排(pai)除了玻璃潤滑(hua)劑的(de)(de)必要(yao)性，而且在一系列的(de)(de)情況下變形金屬不(bu)會黏(nian)結(jie)在模環上，具有很高的(de)(de)使用壽命，從(cong)而引起了業界的(de)(de)關注。
用于(yu)擠(ji)壓(ya)工模具鋼的(de)熱處理制(zhi)度，應(ying)保證制(zhi)品(pin)最高的(de)熱穩定(ding)性。為(wei)此，淬火(huo)的(de)加熱溫(wen)度應(ying)該取最高溫(wen)度，目的(de)是使(shi)固溶體最完全地合金化。由(you)3Cr2W8V鋼制(zhi)造的(de)模環的(de)淬火(huo)溫(wen)度應(ying)提高到(dao)1150℃(超過1080℃),這樣，當擠(ji)壓(ya)碳素(su)(su)鋼管時，其(qi)使(shi)用壽(shou)命(ming)提高了10%~15%.當擠(ji)壓(ya)長7~8m的(de)碳素(su)(su)鋼管時，平均使(shi)用壽(shou)命(ming)約為(wei)35~40支／只(zhi)(zhi)；當擠(ji)壓(ya)不銹(xiu)鋼管時，使(shi)用壽(shou)命(ming)平均約為(wei)20~25支／只(zhi)(zhi)。通(tong)常(chang)模環重車使(shi)用率可以達到(dao)2~3倍。
采(cai)用(yong)Эи876A和Эи929M合金（俄(e)）制造的模環的使(shi)用(yong)壽命，當(dang)擠壓鎳基合金管(guan)時約為10~15支／只，而當(dang)擠壓難熔合金管(guan)時約為2~3支／只。
模(mo)環的(de)制造(zao)方(fang)法(fa)：一般的(de)圓孔(kong)環最經(jing)濟的(de)方(fang)法(fa)應(ying)是整體坯(pi)料的(de)離心澆(jiao)鑄，對型孔(kong)環采用蠟(la)模(mo)精密鑄造(zao)。在這種情(qing)況(kuang)下，機械加工(gong)量最低，并且廢料可以多次(ci)利(li)用。
應該指出，采(cai)用蠟模(mo)鑄造型材模(mo)環時，允許(xu)型孔(kong)（模(mo)芯）不留余量。因此，應在防止脫(tuo)碳(tan)和氧化的條件下進行(xing)熱處理。
潤滑(hua)劑的(de)質量對模環的(de)使(shi)用(yong)壽命有重要的(de)影響(xiang)，擠壓時應采用(yong)摩擦系(xi)數最(zui)小(xiao)、不(bu)會(hui)造成不(bu)銹鋼管和工具直接接觸(chu)的(de)潤滑(hua)劑。
對于緊固配合的組合模，為了提高工具鋼模子的使用壽命，可以將難熔氧化物Al2O3、Zr2O等噴涂到模環工作部分上。采用噴涂方法的缺點是：涂層與基體金屬的附著力不強，以及對于小直徑的模環噴涂比較困難。但是，每支不銹鋼管擠壓后模環就進行噴涂，結果是擠壓鋼管的表面質量很好。所以，也有一些廠家使用這一工藝，特別是在擠壓精密的異形材和難熔金屬的制品時，這種方法還應用得不少。
對于制造模環所采(cai)用(yong)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析指出：材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)趨向于多元化(hua)，其(qi)目(mu)的(de)(de)(de)(de)是力求(qiu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)熱穩定(ding)(ding)性(xing)，并以此(ci)提高(gao)(gao)(gao)(gao)其(qi)耐(nai)熱磨(mo)性(xing)；但同時(shi)應估計到，不(bu)適當地降低導(dao)熱性(xing)（鉬合金除外）會惡化(hua)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)工藝性(xing)能和加(jia)工性(xing)能。導(dao)熱性(xing)的(de)(de)(de)(de)降低將促(cu)使金屬模環接觸表面層受熱溫度的(de)(de)(de)(de)升高(gao)(gao)(gao)(gao)和減少由(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)合金所得(de)到的(de)(de)(de)(de)好處(chu)，為此(ci)，當必須(xu)得(de)到一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)表面質量和很長的(de)(de)(de)(de)擠壓產品(pin)時(shi)，采(cai)用(yong)高(gao)(gao)(gao)(gao)合金鋼和合金模環是合算的(de)(de)(de)(de)。
