高合(he)金(jin)鋼、鎳基耐熱合(he)金(jin)、鑄(zhu)態鉬(mu)合(he)金(jin)、燒(shao)結鉬(mu)鋯合(he)金(jin)和難熔(rong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)等都屬(shu)(shu)(shu)于(yu)低塑性(xing)難變形材料，在大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況下，甚(shen)至在采用擠壓(ya)工藝加(jia)工時(shi)，也顯得可(ke)塑性(xing)不足。在擠壓(ya)這類(lei)材料時(shi)，金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)連(lian)續(xu)(xu)性(xing)容易(yi)遭到破(po)壞。由于(yu)引起(qi)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)層不均(jun)勻的(de)(de)流動而產(chan)生(sheng)的(de)(de)拉伸應力，同時(shi)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)與(yu)模(mo)具接(jie)觸層的(de)(de)溫度比(bi)較低，擠壓(ya)模(mo)與(yu)擠壓(ya)芯棒的(de)(de)間隙分布相對于(yu)空(kong)心坯壁厚的(de)(de)不對稱，導致金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流動不對稱。金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流動最不均(jun)勻的(de)(de)位置是擠壓(ya)管(guan)的(de)(de)內(nei)外(wai)(wai)表面，因此，在擠壓(ya)管(guan)內(nei)表面產(chan)生(sheng)缺陷的(de)(de)可(ke)能性(xing)最大(da)，而外(wai)(wai)表面則有材料連(lian)續(xu)(xu)性(xing)被破(po)壞的(de)(de)危險。
一、提高材料(liao)可塑性(xing)
材(cai)料(liao)(liao)的(de)可塑(su)(su)(su)性降(jiang)低，導致(zhi)擠壓鋼(gang)管表(biao)面(mian)產(chan)生(sheng)缺陷(xian)的(de)可能性增加(jia)。坯料(liao)(liao)表(biao)面(mian)的(de)接(jie)觸摩(mo)擦不均勻，引起鋼(gang)管圓周金屬流動的(de)不均勻。為了防止擠壓制(zhi)品(pin)產(chan)生(sheng)缺陷(xian)，均勻地涂敷(fu)玻璃潤(run)滑劑顯得十分重要。除(chu)此之外，對(dui)于低塑(su)(su)(su)性難變形(xing)材(cai)料(liao)(liao)的(de)擠壓，還可以采(cai)取以下工(gong)藝措施來提高材(cai)料(liao)(liao)的(de)可塑(su)(su)(su)性，防止擠壓材(cai)料(liao)(liao)連續性的(de)破壞：
1. 包塑性包套
在坯料的(de)內表面(mian)上包一(yi)層(ceng)塑(su)(su)性(xing)金屬，從而(er)在擠(ji)壓(ya)變形時，在塑(su)(su)性(xing)包套(tao)內承(cheng)受著最大(da)的(de)拉應力。當被擠(ji)壓(ya)金屬的(de)可塑(su)(su)性(xing)比較低時，塑(su)(su)性(xing)包套(tao)包在外(wai)表面(mian)。包塑(su)(su)性(xing)包套(tao)有幾種(zhong)方(fang)法(fa)：a. 套(tao)管與坯料用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)機械(xie)結合，這種(zhong)方(fang)法(fa)最簡(jian)單(dan)；b. 電解(jie)涂層(ceng)；c. 離心鑄(zhu)造等。在擠(ji)壓(ya)鎳合金管（如(ru)(ru)Ni36GrTiAIMo合金管）時，采用(yong)第一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)包塑(su)(su)性(xing)包套(tao)，擠(ji)壓(ya)出的(de)鎳合金管的(de)內表面(mian)質量如(ru)(ru)圖(tu)5-4所示(shi)。
在擠壓鎳合金時，用321不(bu)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(cai)用帶錐度(du)的擠壓芯棒
在擠(ji)壓高強(qiang)度(du)(du)(du)合金時，由于高強(qiang)度(du)(du)(du)合金的最大變形力(li)很大，為了(le)減小變形力(li)，采用端部帶錐度(du)(du)(du)的擠(ji)壓芯棒。
3. 坯料前端焊接碳(tan)鋼墊片
擠(ji)壓高強度鎳合金管(guan)時(shi)，將碳(tan)(tan)鋼制成(cheng)50mm厚的(de)墊片，并將其焊接在(zai)坯(pi)料(liao)前端(duan)(duan)。這樣可以降低開(kai)始擠(ji)壓時(shi)最大壓力(li)的(de)峰值，擠(ji)壓完成(cheng)后碳(tan)(tan)鋼墊片會(hui)形成(cheng)擠(ji)壓管(guan)的(de)前端(duan)(duan)。
4. 坯料后端(duan)焊接塑性墊片
為了充分(fen)利用貴金屬，并(bing)使(shi)(shi)擠壓(ya)后擠壓(ya)管(guan)與壓(ya)余容易分(fen)離，在個別情(qing)況下可將塑性墊片焊接在坯料的后端，墊片的厚度(du)應該是使(shi)(shi)其完全(quan)成為壓(ya)余的厚度(du)。
5. 用反擠壓法提高材料的塑性
在變形條件下，當(dang)變形區內(nei)建立(li)起推力時，工作(zuo)液體(ti)的靜壓(ya)(ya)力可以(yi)增高到(dao)金(jin)屬材料屈服極(ji)限的5~6倍，因而甚(shen)至可成功擠(ji)壓(ya)(ya)易碎的材料，如粉末冶金(jin)的坯料、灰(hui)口鐵(tie)等(deng)。
6. 建立“反(fan)壓力(li)”
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
當擠壓管(guan)有一層易(yi)碎(sui)材(cai)料的雙金(jin)屬(shu)管(guan)或(huo)雙層管(guan)時，為了(le)提高變形區(qu)內工作液(ye)體(ti)的靜壓力，可(ke)采用降低坯料加熱溫度的方法。在(zai)這(zhe)種(zhong)情況下，易(yi)碎(sui)層的可(ke)塑性顯著提高，防止了(le)裂(lie)紋的產生。
8. 采用帶圓錐(zhui)孔(kong)型的(de)模具(ju)
俄羅(luo)斯巴爾金中央黑色冶(ye)金科學研究院(yuan)在(zai)(zai)拼(pin)壓(ya)不銹鋼、鎳基高溫合金和難熔金屬時，采用帶(dai)圓錐孔型的(de)(de)模子進行試(shi)驗，其最小的(de)(de)擠壓(ya)力是發生在(zai)(zai)采用的(de)(de)擠壓(ya)模喇(la)叭口(kou)(kou)入口(kou)(kou)角(jiao)度2am=90°~120°的(de)(de)情況下(xia)，擠壓(ya)模的(de)(de)進口(kou)(kou)喇(la)叭口(kou)(kou)入口(kou)(kou)角(jiao)在(zai)(zai)90°~120°間上(shang)下(xia)波動，都會(hui)使擠壓(ya)力平均(jun)增加10%~15%。
9. 采用(yong)鉬合金“可拆換環”的組合結(jie)構擠壓模
組(zu)合模(mo)由(you)模(mo)盒(he)(he)、模(mo)環、彈簧組(zu)成，為了提(ti)高擠壓過程的穩(wen)定性，模(mo)環可采用(yong)鉬(mu)合金（MTZ)制作(zuo)。擠壓操作(zuo)時(shi)，可由(you)10~16個(ge)鉬(mu)合金環組(zu)成的擠壓模(mo)輪流作(zuo)業(ye)，由(you)于(yu)模(mo)盒(he)(he)與(yu)模(mo)環借助于(yu)彈簧固定，可以(yi)方便地裝卸。
二(er)、特殊結構組(zu)合擠壓模(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(gao)溫(wen)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)包含了設計(ji)擠(ji)壓模孔型時的全部要素尺寸(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。
將粉末狀玻(bo)(bo)璃(li)潤滑劑，附(fu)加黏結劑（水玻(bo)(bo)璃(li)、紙漿廢(fei)液(ye)等(deng)）的(de)混合物裝入組合模干燥后(hou)使(shi)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(hua)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(wei)了(le)避免擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)出(chu)現性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)各(ge)(ge)向異性(xing)(xing)，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時強迫產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)在(zai)(zai)成形過程中進行旋轉(zhuan)(zhuan)，造成擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)性(xing)(xing)能(neng)(neng)各(ge)(ge)向異性(xing)(xing)的(de)(de)相(xiang)組織條紋線呈(cheng)螺(luo)旋形布(bu)置。在(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)子錐(zhui)形部分刻成螺(luo)旋形的(de)(de)凹線，而在(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)子的(de)(de)圓柱帶(dai)無(wu)這種(zhong)凹槽(cao)。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)時，產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)依靠(kao)這種(zhong)專門的(de)(de)模(mo)(mo)(mo)子旋轉(zhuan)(zhuan)，完成附加相(xiang)的(de)(de)螺(luo)旋形分布(bu)，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)出(chu)的(de)(de)鋼管仍具有光滑外表(biao)面(mian)。在(zai)(zai)采用帶(dai)凹線入口錐(zhui)形模(mo)(mo)(mo)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)，含硼產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)各(ge)(ge)向異性(xing)(xing)明顯下降。
