不銹鋼管擠壓模(mo)(mo)是(shi)擠壓工模(mo)(mo)具中最易損壞的(de)模(mo)(mo)具。只有在具有擠壓模(mo)(mo)的(de)使用過程中所(suo)承(cheng)受的(de)負(fu)荷和溫度變化(hua)方面的(de)數據的(de)條件下，才(cai)能有充分的(de)根(gen)據來選(xuan)擇制造擠壓模(mo)(mo)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。
為了確(que)定(ding)擠壓(ya)模截面上(shang)(shang)各點(dian)（圖7-41)的(de)(de)(de)溫度，采用(yong)帶有(you)熱(re)電偶槽的(de)(de)(de)分塊(kuai)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)模子，帶有(you)直徑(jing)為0.3~0.5mm導線(xian)的(de)(de)(de)Cr-Al熱(re)電偶安放在模子壓(ya)縮(suo)錐的(de)(de)(de)起點(dian)和中(zhong)點(dian)（點(dian)1、點(dian)2),圓錐到定(ding)徑(jing)帶的(de)(de)(de)過渡處(chu)（點(dian)3)和模壁內（點(dian)4).在點(dian)1~3的(de)(de)(de)熱(re)電偶的(de)(de)(de)端(duan)點(dian)安置在距離模子表面深度1.5mm處(chu)。焊(han)(han)接好已(yi)接上(shang)(shang)導線(xian)的(de)(de)(de)熱(re)電偶，用(yong)由氧化鋁和水玻璃的(de)(de)(de)混合物制(zhi)成的(de)(de)(de)絕緣物質(zhi)填滿(man)熱(re)電偶槽。然后把兩塊(kuai)半模焊(han)(han)接起來。
為了校(xiao)準熱電偶(ou)，把裝(zhuang)配(pei)好的模子(zi)放在有固定溫度的恒溫器中。熱電偶(ou)測(ce)出數值的記錄(lu)由H-700示波器完成，在記錄(lu)溫度的同時還記錄(lu)了擠壓力。
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(ge)別測量擠(ji)(ji)壓(ya)模溫度的(de)試驗是在擠(ji)(ji)壓(ya)鉬合金(jin)ZrMo-2A時(shi)進行的(de)。鉬合金(jin)擠(ji)(ji)壓(ya)時(shi)，采用石墨(mo)墊進行無壓(ya)余(yu)擠(ji)(ji)壓(ya)。
研究(jiu)了(le)擠(ji)壓(ya)模受熱程(cheng)度與(yu)所用玻璃潤(run)滑劑(ji)的黏度、延伸系數(shu)、擠(ji)壓(ya)速度和其他參數(shu)之間的關系。擠(ji)壓(ya)時擠(ji)壓(ya)模的受熱情況示于圖7-41.
在(zai)(zai)采用(yong)玻璃潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑擠壓(ya)(ya)(ya)不銹鋼坯料的(de)(de)條件下，擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)的(de)(de)受(shou)(shou)熱(re)的(de)(de)一般情況(kuang)示于圖7-41,由(you)圖可知：（1)擠壓(ya)(ya)(ya)之前擠壓(ya)(ya)(ya)模(mo)上存在(zai)(zai)著體積上不均(jun)勻的(de)(de)熱(re)場，這是(shi)在(zai)(zai)冷模(mo)子(zi)與被加熱(re)到350℃的(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)接觸(chu)之后建立的(de)(de)。這時，模(mo)子(zi)的(de)(de)最(zui)(zui)(zui)(zui)大(da)受(shou)(shou)熱(re)（約280℃)發生在(zai)(zai)模(mo)子(zi)同擠壓(ya)(ya)(ya)筒(tong)(tong)直接接觸(chu)的(de)(de)部位（點(dian)(dian)1),而最(zui)(zui)(zui)(zui)小受(shou)(shou)熱(re)發生在(zai)(zai)模(mo)子(zi)內部（點(dian)(dian)4).(2)在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)過程中，來自變形坯料的(de)(de)流(liu)作(zuo)(zuo)用(yong)到模(mo)子(zi)上，此熱(re)流(liu)經過潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊(dian)發生作(zuo)(zuo)用(yong)，而潤(run)滑(hua)(hua)(hua)墊(dian)的(de)(de)厚(hou)度(du)從點(dian)(dian)1到點(dian)(dian)3逐漸減小。因此，模(mo)子(zi)工作(zuo)(zuo)圓(yuan)錐表(biao)面的(de)(de)受(shou)(shou)熱(re)是(shi)不均(jun)勻的(de)(de)。最(zui)(zui)(zui)(zui)大(da)的(de)(de)溫(wen)度(du)增加ΔT發生在(zai)(zai)圓(yuan)錐部位到定徑帶的(de)(de)過渡處（點(dian)(dian)3),此處潤(run)滑(hua)(hua)(hua)劑層(ceng)(ceng)最(zui)(zui)(zui)(zui)薄。在(zai)(zai)表(biao)面層(ceng)(ceng)，該區(qu)(qu)域的(de)(de)溫(wen)度(du)增加到300℃,而在(zai)(zai)深度(du)1.5mm處T3為200℃.在(zai)(zai)點(dian)(dian)1和(he)點(dian)(dian)2處，ΔT的(de)(de)數值不超(chao)過20~30℃.因此，模(mo)子(zi)上最(zui)(zui)(zui)(zui)大(da)受(shou)(shou)熱(re)處是(shi)區(qu)(qu)域3,該處表(biao)面層(ceng)(ceng)的(de)(de)溫(wen)度(du)達500℃,在(zai)(zai)深度(du)1.5mm的(de)(de)層(ceng)(ceng)面平均(jun)溫(wen)度(du)為400℃.
試驗時，采用以(yi)下材(cai)料制作擠壓模具(ju)：GW工(gong)具(ju)鋼、鎳基(ji)和難熔金屬為基(ji)的(de)(de)耐熱合金。這些材(cai)料的(de)(de)強(qiang)度(du)極(ji)(ji)限(xian)σ,和溫度(du)的(de)(de)關系示(shi)于圖(tu)7-42.從圖(tu)中可以(yi)看出，熱穩(wen)定性最好(hao)的(de)(de)工(gong)具(ju)鋼3Cr2W8V可以(yi)應用在不超(chao)過600℃的(de)(de)受(shou)熱溫度(du)下，超(chao)過該溫度(du)將引起此鋼強(qiang)度(du)極(ji)(ji)限(xian)的(de)(de)急(ji)劇下降。
鎳基耐熱(re)合金(jin)在(zai)800℃下(xia)(xia)可以保持足夠(gou)高的(de)強(qiang)度。在(zai)加熱(re)到900℃時，這類(lei)合金(jin)還可以在(zai)不(bu)超過(guo)600MPa的(de)載荷下(xia)(xia)工作。
鉬基高溫合金(jin)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(wei)了確定圖7-41試(shi)驗材料的耐(nai)磨性，將其制作成模(mo)環進行試(shi)驗。模(mo)環由(you)鉬合金ZrMo-2A和(he)ZrMo-5、高溫合金CrNi5NbWMoCoAl和(he)ЖSi6CoP以及工具(ju)鋼3Cr2W8V制成。另外(wai)還試(shi)驗了硬(ying)質合金WCo25B模(mo)環。套環由(you)3Cr2W8V 鋼制成并經熱處理，HRC=42~44.各種材料的模(mo)環的硬(ying)度列于(yu)表7-7中。
模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)以(yi)(yi)0.08~0.10mm的(de)(de)過盈(ying)量被壓入套環(huan)(huan)(huan)(huan)中。以(yi)(yi)模(mo)(mo)(mo)(mo)孔(kong)直徑的(de)(de)變化(hua)(hua)作為(wei)評定模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)磨損的(de)(de)標準。采用(yong)最佳(jia)成分(fen)的(de)(de)潤(run)滑劑在擠(ji)(ji)壓不(bu)銹鋼坯料的(de)(de)條件下(xia)進行試驗。為(wei)了研(yan)究模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)在更加嚴酷的(de)(de)工(gong)作條件下(xia)工(gong)作的(de)(de)情(qing)況，進行了無潤(run)滑劑擠(ji)(ji)壓試驗。此時在模(mo)(mo)(mo)(mo)子(zi)(zi)點3部位(wei)的(de)(de)受熱(re)溫度(du)達到(dao)800~900℃.組合模(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)試驗表(biao)明，在第一批材料擠(ji)(ji)壓后(hou)(hou)，鉬(mu)合金模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)的(de)(de)過盈(ying)量減(jian)少，并(bing)發(fa)現模(mo)(mo)(mo)(mo)孔(kong)直徑略有(you)減(jian)小；但在以(yi)(yi)后(hou)(hou)的(de)(de)數次擠(ji)(ji)壓后(hou)(hou)，模(mo)(mo)(mo)(mo)孔(kong)沒有(you)發(fa)生變化(hua)(hua)，模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)出現破裂，而模(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)(huan)裂紋(wen)的(de)(de)存(cun)在卻沒有(you)影(ying)響(xiang)其(qi)工(gong)作能力。
高溫合金CrNi56WMoCoAl和ЖSi6CoP也發生了帶有相(xiang)應的模(mo)孔直徑不大地減(jian)小(xiao)。但此(ci)過程沒有伴隨模(mo)環裂紋的形(xing)成。
硬(ying)質合(he)金模環(huan)(huan)（WCo25B)工作過程(cheng)中并不會減小直(zhi)徑(jing)，相應地，尺(chi)寸(cun)也(ye)不會改(gai)變，但經(jing)第一次擠壓后，模環(huan)(huan)表面會產生網(wang)狀裂紋。
鉬合金(jin)模環由于減徑(jing)(jing)引起(qi)的直徑(jing)(jing)最大(da)減小值為0.25mm,而(er)鎳合金(jin)為0.1mm.在隨后的3~5次(ci)擠(ji)壓時（用潤滑(hua)劑），鎳合金(jin)模環孔(kong)徑(jing)(jing)停止(zhi)減小，而(er)鉬合金(jin)模環仍(reng)有減徑(jing)(jing)，直至10次(ci)擠(ji)壓后才停止(zhi)。
為了(le)更加廣(guang)泛地試驗(yan)鎳基高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)模環(huan)的(de)耐磨(mo)(mo)性，在(zai)巴爾(er)金(jin)中央黑色冶(ye)金(jin)科學研究院進(jin)行(xing)的(de)雙金(jin)屬型(xing)材的(de)半工(gong)業性生產中，采用帶有(you)CrNi56WMoCoAl合(he)金(jin)模環(huan)，經受100次以(yi)上(shang)的(de)擠(ji)壓而無(wu)明顯的(de)磨(mo)(mo)損。KSi6CoP合(he)金(jin)模環(huan)用于(yu)擠(ji)壓高(gao)溫(wen)合(he)金(jin)Эи929試驗(yan)表明，模環(huan)在(zai)擠(ji)壓70次以(yi)后，實際上(shang)模孔尺(chi)寸(cun)沒(mei)有(you)改變(bian)。
在擠壓(ya)難(nan)熔合金坯料時(shi)，采用鉬(mu)合金ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和陶瓷CrSi22模(mo)(mo)環(huan)(huan)。為了防止模(mo)(mo)環(huan)(huan)減徑，模(mo)(mo)環(huan)(huan)要在低(di)于再(zai)結晶溫度下進行預變形。
帶有(you)以上材料模(mo)環(huan)的(de)(de)組合(he)模(mo)在擠(ji)(ji)(ji)壓鉬(mu)和鎢坯料時，加熱(re)溫(wen)(wen)度為1300℃.ZrMo-2A合(he)金模(mo)環(huan)在第(di)一次(ci)擠(ji)(ji)(ji)壓后，直徑增加了(le)(le)0.8~1.0mm,當擠(ji)(ji)(ji)壓溫(wen)(wen)度提(ti)高到(dao)1500~1600℃時，模(mo)環(huan)孔徑增加達2.0mm,即發生(sheng)了(le)(le)強烈的(de)(de)熱(re)磨損(sun)。帶ZrMo-5合(he)金模(mo)環(huan)的(de)(de)組合(he)模(mo)顯示出比較高的(de)(de)耐磨性，被用于擠(ji)(ji)(ji)壓加熱(re)到(dao)1400℃的(de)(de)鎢坯料，經5次(ci)擠(ji)(ji)(ji)壓后，模(mo)環(huan)的(de)(de)磨損(sun)為0.1mm.
ZrMoW-70合(he)金模(mo)環(huan)用于擠壓(ya)鉬合(he)金坯料時，加熱溫(wen)度(du)為1300℃,發生的模(mo)徑減(jian)徑量在擠壓(ya)3次后(hou)為1.1mm.
擠(ji)壓難熔(rong)合金(jin)(jin)時，加熱溫(wen)度為(wei)1300~1700℃,采用裝(zhuang)有22CrSi陶瓷材(cai)料模(mo)環的(de)組合模(mo)，絕對不會(hui)產生模(mo)孔尺寸的(de)改(gai)變。但此種材(cai)料模(mo)環的(de)機(ji)械強度不高(gao)，經常(chang)在擠(ji)壓周期結束時，由于橫梁和擠(ji)壓筒的(de)碰撞震動而破(po)壞(huai)，或當采用石(shi)墨墊(dian)進行(xing)無壓余擠(ji)壓時，在金(jin)(jin)屬(shu)從模(mo)孔擠(ji)出的(de)瞬(shun)間，模(mo)環即發生破(po)壞(huai)。表(biao)7-8為(wei)擠(ji)壓難熔(rong)金(jin)(jin)屬(shu)坯料時模(mo)環的(de)使用壽(shou)命試驗結果。
