高(gao)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼、鎳基耐熱合(he)金(jin)(jin)(jin)、鑄(zhu)態鉬合(he)金(jin)(jin)(jin)、燒結鉬鋯合(he)金(jin)(jin)(jin)和(he)難熔金(jin)(jin)(jin)屬(shu)等(deng)都屬(shu)于(yu)低塑性(xing)(xing)難變(bian)形材料，在(zai)大多數情況下，甚至在(zai)采用擠(ji)壓(ya)工藝加工時，也顯得可塑性(xing)(xing)不(bu)(bu)足。在(zai)擠(ji)壓(ya)這(zhe)類(lei)材料時，金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)連(lian)續(xu)性(xing)(xing)容易遭(zao)到破(po)(po)壞。由于(yu)引起(qi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)層不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)流動而產生的(de)(de)拉(la)伸應力，同時金(jin)(jin)(jin)屬(shu)與(yu)模具接觸層的(de)(de)溫度比較低，擠(ji)壓(ya)模與(yu)擠(ji)壓(ya)芯(xin)棒(bang)的(de)(de)間隙分布相對(dui)于(yu)空心坯壁(bi)厚的(de)(de)不(bu)(bu)對(dui)稱，導致(zhi)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)流動不(bu)(bu)對(dui)稱。金(jin)(jin)(jin)屬(shu)流動最不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)位置是擠(ji)壓(ya)管的(de)(de)內(nei)外表面，因(yin)此，在(zai)擠(ji)壓(ya)管內(nei)表面產生缺陷的(de)(de)可能性(xing)(xing)最大，而外表面則有材料連(lian)續(xu)性(xing)(xing)被(bei)破(po)(po)壞的(de)(de)危(wei)險。
一、提(ti)高材(cai)料(liao)可塑性
材料的(de)(de)可塑性(xing)降低，導致擠壓鋼管表(biao)面產(chan)(chan)生缺陷(xian)(xian)的(de)(de)可能(neng)性(xing)增加。坯(pi)料表(biao)面的(de)(de)接觸摩擦不均(jun)(jun)勻，引起鋼管圓(yuan)周金屬流動的(de)(de)不均(jun)(jun)勻。為了(le)防止(zhi)擠壓制品產(chan)(chan)生缺陷(xian)(xian)，均(jun)(jun)勻地涂敷玻(bo)璃潤滑劑顯得十分重要。除此之外，對于(yu)低塑性(xing)難變形材料的(de)(de)擠壓，還(huan)可以(yi)采(cai)取以(yi)下工藝措施來提高(gao)材料的(de)(de)可塑性(xing)，防止(zhi)擠壓材料連續性(xing)的(de)(de)破(po)壞：
1. 包塑性包套
在(zai)坯料的(de)內表(biao)面上包(bao)(bao)一(yi)層塑(su)性金屬(shu)，從而在(zai)擠(ji)壓(ya)變形時(shi)，在(zai)塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)內承受著最大的(de)拉應力。當被擠(ji)壓(ya)金屬(shu)的(de)可塑(su)性比(bi)較低時(shi)，塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)包(bao)(bao)在(zai)外(wai)表(biao)面。包(bao)(bao)塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)有幾種方(fang)法(fa)：a. 套(tao)管(guan)與(yu)坯料用(yong)簡單的(de)機械(xie)結(jie)合，這種方(fang)法(fa)最簡單；b. 電解(jie)涂層；c. 離心鑄造等(deng)。在(zai)擠(ji)壓(ya)鎳(nie)(nie)合金管(guan)（如Ni36GrTiAIMo合金管(guan)）時(shi)，采用(yong)第一(yi)種方(fang)法(fa)包(bao)(bao)塑(su)性包(bao)(bao)套(tao)，擠(ji)壓(ya)出的(de)鎳(nie)(nie)合金管(guan)的(de)內表(biao)面質(zhi)量如圖5-4所示。
在擠壓鎳合金時，用321不銹(xiu)鋼(gang)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(du)的擠壓芯棒
在擠(ji)壓(ya)高強度(du)合金時，由于(yu)高強度(du)合金的(de)最大變(bian)形力很大，為了減(jian)小變(bian)形力，采用端部帶錐(zhui)度(du)的(de)擠(ji)壓(ya)芯棒。
3. 坯料前(qian)端焊(han)接碳鋼墊(dian)片
擠壓(ya)高強(qiang)度(du)鎳合金管時，將碳鋼制成50mm厚(hou)的墊片，并將其焊接在坯(pi)料前(qian)端。這樣可以(yi)降低開始擠壓(ya)時最大壓(ya)力的峰值，擠壓(ya)完成后碳鋼墊片會(hui)形(xing)成擠壓(ya)管的前(qian)端。
4. 坯料后端焊接塑性墊片
為了充分利用貴(gui)金屬(shu)，并使(shi)擠壓(ya)(ya)后擠壓(ya)(ya)管與壓(ya)(ya)余容(rong)易分離，在(zai)個別情況下可(ke)將塑性(xing)墊片(pian)焊(han)接在(zai)坯料的(de)后端，墊片(pian)的(de)厚度應該是使(shi)其完全(quan)成為壓(ya)(ya)余的(de)厚度。
5. 用反擠壓法(fa)提高材料的塑(su)性
在變形條件下，當變形區內建(jian)立起推(tui)力時，工(gong)作液體的(de)靜(jing)壓(ya)力可以增高到金(jin)屬(shu)材料(liao)屈服極限的(de)5~6倍，因而甚至可成功擠壓(ya)易(yi)碎(sui)的(de)材料(liao)，如(ru)粉末冶(ye)金(jin)的(de)坯料(liao)、灰口(kou)鐵等。
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)σb。
7. 降低坯料加熱溫(wen)度
當(dang)擠壓管(guan)有一層(ceng)易碎(sui)材料(liao)的雙金屬管(guan)或雙層(ceng)管(guan)時，為了提(ti)高變形區內(nei)工作液體的靜(jing)壓力，可(ke)采用降低坯料(liao)加熱溫度的方(fang)法。在這種(zhong)情況下(xia)，易碎(sui)層(ceng)的可(ke)塑性顯著(zhu)提(ti)高，防(fang)止了裂紋的產生。
8. 采用帶圓錐孔(kong)型的(de)模具
俄(e)羅斯巴爾金中(zhong)央(yang)黑色冶金科學研究院(yuan)在(zai)拼壓(ya)(ya)不銹鋼、鎳基(ji)高溫合金和難熔金屬(shu)時(shi)，采用帶圓(yuan)錐孔型的模(mo)(mo)子(zi)進(jin)行試驗，其最小的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力是發生在(zai)采用的擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)喇(la)叭(ba)口(kou)入口(kou)角度(du)2am=90°~120°的情況下，擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)的進(jin)口(kou)喇(la)叭(ba)口(kou)入口(kou)角在(zai)90°~120°間上(shang)下波動，都(dou)會使擠(ji)(ji)壓(ya)(ya)力平均增加10%~15%。
9. 采(cai)用鉬合金“可拆換環”的組合結(jie)構擠壓模
組(zu)合模(mo)(mo)由模(mo)(mo)盒、模(mo)(mo)環(huan)、彈簧組(zu)成，為了(le)提高(gao)擠壓過程的穩(wen)定性，模(mo)(mo)環(huan)可采(cai)用鉬合金（MTZ)制作(zuo)。擠壓操(cao)作(zuo)時，可由10~16個(ge)鉬合金環(huan)組(zu)成的擠壓模(mo)(mo)輪流作(zuo)業(ye)，由于(yu)(yu)模(mo)(mo)盒與模(mo)(mo)環(huan)借助于(yu)(yu)彈簧固定，可以方(fang)便地(di)裝卸。
二、特(te)殊(shu)結構(gou)組(zu)合擠壓模的(de)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(she)計擠壓模(mo)孔型時的全部要(yao)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(jiang)粉末狀玻璃潤滑劑(ji)，附加黏結劑(ji)（水(shui)玻璃、紙(zhi)漿廢液等）的混合物裝入(ru)組合模干(gan)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(bo)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(mian)擠(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)出(chu)現性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)各向(xiang)異性(xing)，擠(ji)壓(ya)時強迫(po)產(chan)(chan)品(pin)在成(cheng)形過程中進行旋轉(zhuan)，造(zao)成(cheng)擠(ji)壓(ya)產(chan)(chan)品(pin)性(xing)能(neng)(neng)各向(xiang)異性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)相組織條(tiao)紋線(xian)呈螺(luo)旋形布置。在模(mo)子錐形部分刻成(cheng)螺(luo)旋形的(de)(de)(de)(de)(de)凹(ao)線(xian)，而在模(mo)子的(de)(de)(de)(de)(de)圓柱帶無這種凹(ao)槽(cao)。擠(ji)壓(ya)時，產(chan)(chan)品(pin)依靠這種專(zhuan)門的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)子旋轉(zhuan)，完成(cheng)附加相的(de)(de)(de)(de)(de)螺(luo)旋形分布，擠(ji)壓(ya)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼管仍具有光(guang)滑外表面。在采(cai)用帶凹(ao)線(xian)入口(kou)錐形模(mo)擠(ji)壓(ya)，含硼產(chan)(chan)品(pin)力學性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)各向(xiang)異性(xing)明顯(xian)下降(jiang)。
