高合金(jin)鋼(gang)、鎳基耐熱合金(jin)、鑄態鉬(mu)合金(jin)、燒(shao)結(jie)鉬(mu)鋯合金(jin)和難熔金(jin)屬(shu)(shu)(shu)等(deng)都屬(shu)(shu)(shu)于低(di)塑性難變形材(cai)料，在(zai)大多數情況下(xia)，甚至在(zai)采(cai)用擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)工藝加工時(shi)(shi)，也顯得可塑性不足。在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)這(zhe)類(lei)材(cai)料時(shi)(shi)，金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)連(lian)續(xu)性容易(yi)遭(zao)到破(po)壞。由于引(yin)起(qi)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)層不均(jun)勻的(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)而產(chan)生的(de)(de)拉伸應力，同時(shi)(shi)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)與模(mo)具接觸層的(de)(de)溫(wen)度比較低(di)，擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)模(mo)與擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)芯棒(bang)的(de)(de)間(jian)隙(xi)分布相對(dui)于空心坯壁(bi)厚(hou)的(de)(de)不對(dui)稱(cheng)，導致金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)不對(dui)稱(cheng)。金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流(liu)(liu)動(dong)最(zui)不均(jun)勻的(de)(de)位置是擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)管的(de)(de)內外表(biao)面(mian)，因此，在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)管內表(biao)面(mian)產(chan)生缺陷的(de)(de)可能性最(zui)大，而外表(biao)面(mian)則(ze)有材(cai)料連(lian)續(xu)性被破(po)壞的(de)(de)危險(xian)。
一、提(ti)高材料可塑性
材(cai)料的(de)(de)(de)可(ke)塑性降低(di)，導致(zhi)擠(ji)壓(ya)鋼管表面產生缺陷的(de)(de)(de)可(ke)能性增加。坯(pi)料表面的(de)(de)(de)接觸摩擦(ca)不(bu)均(jun)(jun)勻，引起鋼管圓周金屬流動的(de)(de)(de)不(bu)均(jun)(jun)勻。為了防止擠(ji)壓(ya)制品產生缺陷，均(jun)(jun)勻地涂(tu)敷玻(bo)璃潤滑劑顯得十分(fen)重(zhong)要。除(chu)此之外，對(dui)于低(di)塑性難變形(xing)材(cai)料的(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)，還(huan)可(ke)以采取以下工藝措(cuo)施來提高(gao)材(cai)料的(de)(de)(de)可(ke)塑性，防止擠(ji)壓(ya)材(cai)料連續性的(de)(de)(de)破(po)壞：
1. 包塑性包套
在坯(pi)料的(de)(de)(de)內表面(mian)(mian)上包(bao)一層塑(su)性(xing)金(jin)(jin)屬，從而在擠壓變形時(shi)(shi)，在塑(su)性(xing)包(bao)套內承受著最(zui)大的(de)(de)(de)拉應力。當被擠壓金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)可塑(su)性(xing)比較低時(shi)(shi)，塑(su)性(xing)包(bao)套包(bao)在外表面(mian)(mian)。包(bao)塑(su)性(xing)包(bao)套有幾種方法(fa)(fa)：a. 套管(guan)與坯(pi)料用簡單(dan)的(de)(de)(de)機械結(jie)合，這種方法(fa)(fa)最(zui)簡單(dan)；b. 電解涂(tu)層；c. 離心鑄造等。在擠壓鎳合金(jin)(jin)管(guan)（如(ru)Ni36GrTiAIMo合金(jin)(jin)管(guan)）時(shi)(shi)，采用第一種方法(fa)(fa)包(bao)塑(su)性(xing)包(bao)套，擠壓出的(de)(de)(de)鎳合金(jin)(jin)管(guan)的(de)(de)(de)內表面(mian)(mian)質量(liang)如(ru)圖5-4所(suo)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(ya)芯棒
在擠壓高(gao)強(qiang)度(du)合金(jin)時，由于高(gao)強(qiang)度(du)合金(jin)的最大(da)變形(xing)(xing)力很大(da)，為了減小變形(xing)(xing)力，采用端部帶錐度(du)的擠壓芯棒。
3. 坯料前端焊接碳鋼墊片(pian)
擠(ji)壓高強度鎳合金管時，將碳(tan)鋼制成50mm厚的墊片(pian)，并將其焊接在坯料前端。這(zhe)樣可以降低開(kai)始擠(ji)壓時最(zui)大壓力(li)的峰(feng)值，擠(ji)壓完成后碳(tan)鋼墊片(pian)會形成擠(ji)壓管的前端。
4. 坯(pi)料后(hou)端焊接(jie)塑性墊(dian)片(pian)
為了充分利用貴金(jin)屬，并(bing)使(shi)擠壓后(hou)擠壓管與(yu)壓余容(rong)易分離(li)，在個別情況(kuang)下可(ke)將塑(su)性(xing)墊(dian)片(pian)焊接(jie)在坯料的(de)后(hou)端，墊(dian)片(pian)的(de)厚度應該是使(shi)其完全成(cheng)為壓余的(de)厚度。
5. 用反(fan)擠(ji)壓法提高材料(liao)的塑性
在變(bian)形(xing)條(tiao)件下，當變(bian)形(xing)區內建立(li)起(qi)推力時，工作液體的(de)靜壓力可以增(zeng)高(gao)到金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)屈(qu)服極限的(de)5~6倍，因而甚(shen)至可成功(gong)擠(ji)壓易碎的(de)材料(liao)(liao)，如粉末冶金(jin)的(de)坯料(liao)(liao)、灰口鐵等。
6. 建立“反(fan)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(jia)熱溫度
當擠壓(ya)管(guan)有一(yi)層易碎材料的雙金屬管(guan)或(huo)雙層管(guan)時(shi)，為(wei)了提(ti)高變形區內工作液(ye)體(ti)的靜壓(ya)力(li)，可采用降低(di)坯(pi)料加熱溫度(du)的方法。在這種情況(kuang)下，易碎層的可塑性(xing)顯著提(ti)高，防止了裂紋的產生(sheng)。
8. 采用帶圓錐孔(kong)型的(de)模具
俄羅斯(si)巴爾金(jin)中央黑色冶金(jin)科學研究(jiu)院在(zai)拼壓(ya)(ya)不銹(xiu)鋼(gang)、鎳基(ji)高溫合金(jin)和難熔金(jin)屬(shu)時，采用帶圓錐孔型的模(mo)子進行試驗(yan)，其(qi)最小的擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)是發生在(zai)采用的擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)喇叭口(kou)入口(kou)角度2am=90°~120°的情(qing)況下(xia)，擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)的進口(kou)喇叭口(kou)入口(kou)角在(zai)90°~120°間上下(xia)波動，都(dou)會使擠(ji)壓(ya)(ya)力(li)平均(jun)增加(jia)10%~15%。
9. 采用鉬合金(jin)“可(ke)拆換環”的組合結構擠壓模
組(zu)合模(mo)由(you)模(mo)盒(he)、模(mo)環(huan)、彈簧組(zu)成，為了提(ti)高擠(ji)壓(ya)過程的穩定性，模(mo)環(huan)可(ke)采用鉬合金（MTZ)制作。擠(ji)壓(ya)操(cao)作時，可(ke)由(you)10~16個鉬合金環(huan)組(zu)成的擠(ji)壓(ya)模(mo)輪流作業，由(you)于模(mo)盒(he)與模(mo)環(huan)借助于彈簧固定，可(ke)以方(fang)便地裝卸(xie)。
二、特殊(shu)結構組合(he)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)包含了(le)設計擠(ji)壓模孔型時(shi)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(mo)狀玻(bo)璃潤滑劑(ji)，附加黏結劑(ji)（水玻(bo)璃、紙漿廢液等）的混合(he)物裝入組合(he)模干燥后使用。
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(bu)銹鋼產(chan)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(le)避免(mian)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)產(chan)品(pin)(pin)(pin)出(chu)(chu)現性能(neng)的(de)(de)各(ge)向(xiang)(xiang)異(yi)性，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時強迫產(chan)品(pin)(pin)(pin)在(zai)(zai)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)過(guo)程中進行旋(xuan)轉(zhuan)，造成(cheng)(cheng)(cheng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)產(chan)品(pin)(pin)(pin)性能(neng)各(ge)向(xiang)(xiang)異(yi)性的(de)(de)相(xiang)(xiang)組織條紋線(xian)呈螺旋(xuan)形(xing)布置。在(zai)(zai)模(mo)子錐(zhui)(zhui)形(xing)部分刻成(cheng)(cheng)(cheng)螺旋(xuan)形(xing)的(de)(de)凹(ao)線(xian)，而(er)在(zai)(zai)模(mo)子的(de)(de)圓(yuan)柱帶無這(zhe)種凹(ao)槽。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時，產(chan)品(pin)(pin)(pin)依(yi)靠這(zhe)種專(zhuan)門的(de)(de)模(mo)子旋(xuan)轉(zhuan)，完成(cheng)(cheng)(cheng)附加相(xiang)(xiang)的(de)(de)螺旋(xuan)形(xing)分布，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)出(chu)(chu)的(de)(de)鋼管仍具有光滑外表面。在(zai)(zai)采用(yong)帶凹(ao)線(xian)入口錐(zhui)(zhui)形(xing)模(mo)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)，含硼產(chan)品(pin)(pin)(pin)力學性能(neng)的(de)(de)各(ge)向(xiang)(xiang)異(yi)性明顯下降。
