高合金(jin)(jin)鋼、鎳基耐(nai)熱合金(jin)(jin)、鑄態鉬(mu)合金(jin)(jin)、燒結鉬(mu)鋯合金(jin)(jin)和難熔(rong)金(jin)(jin)屬(shu)等都屬(shu)于低(di)塑性難變形材(cai)料，在(zai)大多數(shu)情(qing)況下，甚(shen)至在(zai)采(cai)用(yong)擠壓(ya)工藝加(jia)工時(shi)，也顯(xian)得(de)可塑性不足。在(zai)擠壓(ya)這類材(cai)料時(shi)，金(jin)(jin)屬(shu)的(de)連續性容易(yi)遭(zao)到破(po)壞(huai)。由(you)于引起(qi)金(jin)(jin)屬(shu)層不均勻(yun)的(de)流動而(er)產生的(de)拉伸應力(li)，同時(shi)金(jin)(jin)屬(shu)與(yu)模(mo)具接觸層的(de)溫(wen)度(du)比較(jiao)低(di)，擠壓(ya)模(mo)與(yu)擠壓(ya)芯棒的(de)間隙分布相對于空心坯壁厚(hou)的(de)不對稱，導致金(jin)(jin)屬(shu)流動不對稱。金(jin)(jin)屬(shu)流動最(zui)不均勻(yun)的(de)位置(zhi)是擠壓(ya)管的(de)內(nei)外表(biao)面，因此，在(zai)擠壓(ya)管內(nei)表(biao)面產生缺陷的(de)可能性最(zui)大，而(er)外表(biao)面則有材(cai)料連續性被(bei)破(po)壞(huai)的(de)危(wei)險。

一(yi)、提高(gao)材(cai)料可塑性

 材料(liao)的(de)可(ke)塑(su)性降低，導致擠壓(ya)(ya)鋼管表(biao)(biao)面產(chan)生缺陷的(de)可(ke)能性增加。坯料(liao)表(biao)(biao)面的(de)接觸(chu)摩擦不(bu)均勻，引(yin)起鋼管圓(yuan)周金(jin)屬流動的(de)不(bu)均勻。為了(le)防止擠壓(ya)(ya)制品產(chan)生缺陷，均勻地涂敷玻璃潤(run)滑劑顯得十(shi)分重要。除此之外，對于(yu)低塑(su)性難變形材料(liao)的(de)擠壓(ya)(ya)，還(huan)可(ke)以采取以下工藝措施來提(ti)高材料(liao)的(de)可(ke)塑(su)性，防止擠壓(ya)(ya)材料(liao)連(lian)續性的(de)破壞(huai)：

1. 包塑性包套

  在(zai)(zai)坯料的(de)(de)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)上包(bao)(bao)(bao)一層塑(su)性(xing)金屬，從而在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)變形(xing)時，在(zai)(zai)塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套內(nei)(nei)承受著最(zui)大的(de)(de)拉應力。當被(bei)擠(ji)壓(ya)金屬的(de)(de)可塑(su)性(xing)比較低時，塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套包(bao)(bao)(bao)在(zai)(zai)外表(biao)面(mian)。包(bao)(bao)(bao)塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套有(you)幾種(zhong)方(fang)法：a. 套管(guan)與坯料用(yong)簡單的(de)(de)機械結合，這種(zhong)方(fang)法最(zui)簡單；b. 電解涂層；c. 離心鑄(zhu)造等。在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)鎳(nie)合金管(guan)（如(ru)Ni36GrTiAIMo合金管(guan)）時，采用(yong)第一種(zhong)方(fang)法包(bao)(bao)(bao)塑(su)性(xing)包(bao)(bao)(bao)套，擠(ji)壓(ya)出(chu)的(de)(de)鎳(nie)合金管(guan)的(de)(de)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)質量(liang)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. 采用帶錐度的擠壓芯棒

  在擠壓高強(qiang)(qiang)度(du)合金(jin)(jin)時，由于高強(qiang)(qiang)度(du)合金(jin)(jin)的最大(da)變(bian)形力很(hen)大(da)，為(wei)了減小變(bian)形力，采用端部(bu)帶錐度(du)的擠壓芯棒。

3. 坯(pi)料前(qian)端(duan)焊接碳鋼墊片

  擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)高(gao)強度鎳合金管時(shi)，將碳鋼制成50mm厚的墊片，并將其焊接在(zai)坯料(liao)前端。這樣可以降低開始(shi)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時(shi)最大壓(ya)力的峰值，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)完成后碳鋼墊片會形成擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)管的前端。

4. 坯(pi)料(liao)后端焊接塑(su)性墊片(pian)

  為了充(chong)分利用貴金屬，并(bing)使(shi)(shi)擠壓后擠壓管與壓余容易分離(li)，在個(ge)別情況(kuang)下可將塑性墊片(pian)焊接在坯料的后端，墊片(pian)的厚(hou)度應該是使(shi)(shi)其完(wan)全成為壓余的厚(hou)度。

5. 用反擠壓法提高材(cai)料的(de)塑性(xing)

  在變(bian)形條件下，當變(bian)形區內建立起推力時，工作液體的(de)靜(jing)壓力可以增(zeng)高到金屬材料(liao)屈服極(ji)限的(de)5~6倍，因而(er)甚至可成功擠壓易碎的(de)材料(liao)，如粉(fen)末冶金的(de)坯料(liao)、灰口鐵(tie)等。

6. 建立“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)σ_b。

7. 降低坯料加熱溫度

  當擠壓(ya)管有一層(ceng)易(yi)碎材料的雙金屬管或(huo)雙層(ceng)管時，為了(le)提(ti)高(gao)變形區(qu)內工作液體的靜壓(ya)力(li)，可采用降低坯料加熱溫度的方法。在(zai)這種情況(kuang)下(xia)，易(yi)碎層(ceng)的可塑性顯著提(ti)高(gao)，防止了(le)裂紋的產生。

8. 采用帶圓(yuan)錐孔(kong)型的模具

  俄羅斯(si)巴爾金中央黑色(se)冶金科學研究院在拼(pin)壓不銹鋼、鎳基高溫(wen)合金和難熔金屬時(shi)，采(cai)用帶(dai)圓錐(zhui)孔型(xing)的(de)(de)模(mo)(mo)子進行試驗，其最(zui)小的(de)(de)擠(ji)壓力是發生(sheng)在采(cai)用的(de)(de)擠(ji)壓模(mo)(mo)喇叭(ba)口入口角度2am=90°~120°的(de)(de)情況(kuang)下(xia)，擠(ji)壓模(mo)(mo)的(de)(de)進口喇叭(ba)口入口角在90°~120°間上(shang)下(xia)波動，都會使擠(ji)壓力平均增加10%~15%。

9. 采(cai)用鉬合金“可拆(chai)換環(huan)”的(de)組合結構(gou)擠壓模

  組(zu)合模(mo)由(you)模(mo)盒(he)、模(mo)環(huan)、彈(dan)簧組(zu)成，為了提高擠壓(ya)過(guo)程的(de)穩(wen)定(ding)性，模(mo)環(huan)可(ke)(ke)采(cai)用鉬合金（MTZ)制(zhi)作(zuo)。擠壓(ya)操作(zuo)時(shi)，可(ke)(ke)由(you)10~16個鉬合金環(huan)組(zu)成的(de)擠壓(ya)模(mo)輪流(liu)作(zuo)業(ye)，由(you)于(yu)模(mo)盒(he)與模(mo)環(huan)借助于(yu)彈(dan)簧固定(ding)，可(ke)(ke)以方便(bian)地裝卸。

二、特殊結構組合擠(ji)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2_r1;內環高度為h₂,錐角為α₂,定徑孔直徑2_r2<2_r1.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α_k為：

 式（5-1)包(bao)含(han)了(le)設計(ji)擠壓(ya)模孔(kong)型時(shi)的(de)全(quan)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=R_k時，可得到由母線AC和角度α_oδ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α_oδ~0°范圍變化。

 將粉(fen)末狀玻璃潤滑劑，附加黏(nian)結劑（水玻璃、紙漿廢液等）的混(hun)合(he)(he)物(wu)裝(zhuang)入組合(he)(he)模干燥(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。

 為了避免擠壓(ya)(ya)(ya)產(chan)品(pin)出現性(xing)能的(de)(de)各向(xiang)(xiang)異性(xing)，擠壓(ya)(ya)(ya)時強(qiang)迫產(chan)品(pin)在成(cheng)形(xing)過程中進行旋(xuan)轉(zhuan)，造成(cheng)擠壓(ya)(ya)(ya)產(chan)品(pin)性(xing)能各向(xiang)(xiang)異性(xing)的(de)(de)相(xiang)組織條(tiao)紋線呈螺(luo)旋(xuan)形(xing)布置。在模(mo)子錐形(xing)部(bu)分刻(ke)成(cheng)螺(luo)旋(xuan)形(xing)的(de)(de)凹線，而在模(mo)子的(de)(de)圓柱帶無(wu)這種凹槽。擠壓(ya)(ya)(ya)時，產(chan)品(pin)依靠(kao)這種專門(men)的(de)(de)模(mo)子旋(xuan)轉(zhuan)，完(wan)成(cheng)附加相(xiang)的(de)(de)螺(luo)旋(xuan)形(xing)分布，擠壓(ya)(ya)(ya)出的(de)(de)鋼管仍(reng)具有光滑外表面(mian)。在采用帶凹線入口錐形(xing)模(mo)擠壓(ya)(ya)(ya)，含硼產(chan)品(pin)力(li)學性(xing)能的(de)(de)各向(xiang)(xiang)異性(xing)明(ming)顯下降。