不銹鋼管擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)是(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)工模(mo)具(ju)中最易損壞(huai)的模(mo)具(ju)。只有在(zai)具(ju)有擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)的使用(yong)過程中所承(cheng)受的負荷和(he)溫度變化方面的數(shu)據(ju)的條件(jian)下，才(cai)能(neng)有充(chong)分的根據(ju)來(lai)選(xuan)擇制造(zao)擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)的材料。

 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(bu)銹鋼(gang)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。

 為了確定擠壓(ya)(ya)模截(jie)面(mian)上(shang)各點(dian)(dian)（圖7-41)的(de)(de)(de)(de)溫度，采用(yong)(yong)帶有(you)熱(re)(re)電(dian)(dian)偶槽的(de)(de)(de)(de)分塊結構的(de)(de)(de)(de)模子(zi)，帶有(you)直徑為0.3~0.5mm導線的(de)(de)(de)(de)Cr-Al熱(re)(re)電(dian)(dian)偶安(an)放(fang)在(zai)模子(zi)壓(ya)(ya)縮(suo)錐的(de)(de)(de)(de)起點(dian)(dian)和中(zhong)點(dian)(dian)（點(dian)(dian)1、點(dian)(dian)2),圓錐到定徑帶的(de)(de)(de)(de)過渡處（點(dian)(dian)3)和模壁內（點(dian)(dian)4).在(zai)點(dian)(dian)1~3的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)電(dian)(dian)偶的(de)(de)(de)(de)端點(dian)(dian)安(an)置在(zai)距離模子(zi)表面(mian)深度1.5mm處。焊(han)接好已接上(shang)導線的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)電(dian)(dian)偶，用(yong)(yong)由氧化鋁和水玻璃(li)的(de)(de)(de)(de)混合(he)物(wu)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)絕緣物(wu)質填滿熱(re)(re)電(dian)(dian)偶槽。然后把兩塊半模焊(han)接起來(lai)。

 為了校準熱電偶，把裝配好的(de)(de)(de)模子放在有固定溫度的(de)(de)(de)恒溫器中。熱電偶測出數值的(de)(de)(de)記錄由H-700示波器完成，在記錄溫度的(de)(de)(de)同時(shi)還(huan)記錄了擠壓力。

 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。

 個別測量擠壓(ya)模(mo)溫度的試驗是在擠壓(ya)鉬合(he)金(jin)ZrMo-2A時進(jin)行(xing)的。鉬合(he)金(jin)擠壓(ya)時，采用石墨墊進(jin)行(xing)無壓(ya)余擠壓(ya)。

 研究了擠(ji)壓(ya)模受(shou)熱程度(du)(du)與所用玻璃(li)潤滑(hua)劑的(de)黏度(du)(du)、延伸系數、擠(ji)壓(ya)速度(du)(du)和其(qi)他參(can)數之(zhi)間(jian)的(de)關系。擠(ji)壓(ya)時擠(ji)壓(ya)模的(de)受(shou)熱情況示于圖(tu)7-41.

 在(zai)采(cai)用(yong)玻璃潤(run)滑(hua)劑(ji)擠(ji)(ji)(ji)壓不(bu)(bu)銹(xiu)鋼坯料(liao)的(de)(de)條(tiao)件下，擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)的(de)(de)受(shou)熱(re)的(de)(de)一般情(qing)況(kuang)示于圖(tu)7-41,由圖(tu)可知：（1)擠(ji)(ji)(ji)壓之(zhi)前擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)上(shang)存(cun)在(zai)著體積上(shang)不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)熱(re)場，這是在(zai)冷模(mo)子(zi)(zi)與被加(jia)熱(re)到(dao)350℃的(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)接(jie)(jie)觸(chu)之(zhi)后建(jian)立的(de)(de)。這時(shi)，模(mo)子(zi)(zi)的(de)(de)最(zui)(zui)大受(shou)熱(re)（約280℃)發生(sheng)(sheng)在(zai)模(mo)子(zi)(zi)同擠(ji)(ji)(ji)壓筒(tong)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸(chu)的(de)(de)部位(wei)（點(dian)1),而(er)最(zui)(zui)小受(shou)熱(re)發生(sheng)(sheng)在(zai)模(mo)子(zi)(zi)內部（點(dian)4).(2)在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓過程中，來(lai)自變形(xing)坯料(liao)的(de)(de)流作(zuo)用(yong)到(dao)模(mo)子(zi)(zi)上(shang)，此熱(re)流經過潤(run)滑(hua)墊(dian)(dian)發生(sheng)(sheng)作(zuo)用(yong)，而(er)潤(run)滑(hua)墊(dian)(dian)的(de)(de)厚度(du)從(cong)點(dian)1到(dao)點(dian)3逐漸減小。因(yin)(yin)此，模(mo)子(zi)(zi)工(gong)作(zuo)圓錐表(biao)面的(de)(de)受(shou)熱(re)是不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)。最(zui)(zui)大的(de)(de)溫度(du)增(zeng)加(jia)ΔT發生(sheng)(sheng)在(zai)圓錐部位(wei)到(dao)定徑(jing)帶(dai)的(de)(de)過渡處(chu)(chu)（點(dian)3),此處(chu)(chu)潤(run)滑(hua)劑(ji)層(ceng)(ceng)最(zui)(zui)薄。在(zai)表(biao)面層(ceng)(ceng)，該區域的(de)(de)溫度(du)增(zeng)加(jia)到(dao)300℃,而(er)在(zai)深度(du)1.5mm處(chu)(chu)T3為200℃.在(zai)點(dian)1和點(dian)2處(chu)(chu)，ΔT的(de)(de)數值(zhi)不(bu)(bu)超過20~30℃.因(yin)(yin)此，模(mo)子(zi)(zi)上(shang)最(zui)(zui)大受(shou)熱(re)處(chu)(chu)是區域3,該處(chu)(chu)表(biao)面層(ceng)(ceng)的(de)(de)溫度(du)達500℃,在(zai)深度(du)1.5mm的(de)(de)層(ceng)(ceng)面平均(jun)溫度(du)為400℃.

 試驗時，采用以下(xia)材料(liao)(liao)制作擠壓模具：GW工具鋼(gang)、鎳基和(he)難(nan)熔金屬為(wei)基的耐熱合(he)金。這些材料(liao)(liao)的強(qiang)度(du)極限σ,和(he)溫度(du)的關系示于圖7-42.從圖中可以看出，熱穩定性最好的工具鋼(gang)3Cr2W8V可以應(ying)用在不(bu)超過600℃的受熱溫度(du)下(xia)，超過該溫度(du)將引起此鋼(gang)強(qiang)度(du)極限的急劇下(xia)降。

 鎳基(ji)耐熱(re)合金在(zai)800℃下(xia)可以保(bao)持(chi)足(zu)夠高(gao)的強度。在(zai)加熱(re)到(dao)900℃時，這類合金還可以在(zai)不超過600MPa的載荷下(xia)工作。

 鉬基高(gao)溫合金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。

為了(le)確定圖7-41試(shi)驗材料的耐磨(mo)性，將其制(zhi)作成(cheng)模(mo)環進行試(shi)驗。模(mo)環由鉬(mu)合(he)金ZrMo-2A和ZrMo-5、高溫合(he)金CrNi5NbWMoCoAl和ЖSi6CoP以及工具鋼3Cr2W8V制(zhi)成(cheng)。另外還試(shi)驗了(le)硬質合(he)金WCo25B模(mo)環。套環由3Cr2W8V 鋼制(zhi)成(cheng)并經熱處理(li)，HRC=42~44.各(ge)種材料的模(mo)環的硬度列(lie)于表(biao)7-7中。

模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)以(yi)0.08~0.10mm的(de)(de)過(guo)盈量(liang)被壓(ya)入(ru)套環(huan)(huan)中。以(yi)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)孔直徑的(de)(de)變(bian)化作(zuo)為評定模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子磨(mo)損的(de)(de)標(biao)準。采用最佳成分的(de)(de)潤滑劑在(zai)(zai)擠(ji)壓(ya)不銹鋼坯料的(de)(de)條(tiao)件下進行試(shi)驗。為了研究(jiu)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)在(zai)(zai)更加嚴酷的(de)(de)工作(zuo)條(tiao)件下工作(zuo)的(de)(de)情況，進行了無潤滑劑擠(ji)壓(ya)試(shi)驗。此時在(zai)(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)子點3部位的(de)(de)受(shou)熱溫度達到(dao)800~900℃.組合(he)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)試(shi)驗表明，在(zai)(zai)第一批材料擠(ji)壓(ya)后，鉬合(he)金模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)過(guo)盈量(liang)減少(shao)，并發現(xian)模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)孔直徑略有減小；但在(zai)(zai)以(yi)后的(de)(de)數次擠(ji)壓(ya)后，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)孔沒(mei)有發生變(bian)化，模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)出現(xian)破(po)裂，而模(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)裂紋的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)卻(que)沒(mei)有影響其工作(zuo)能力。

高溫合金CrNi56WMoCoAl和ЖSi6CoP也發生了帶有相應的模孔直徑不大地減小。但此過程(cheng)沒有伴隨模環裂紋的形成(cheng)。

硬質合金模環（WCo25B)工(gong)作過程中并不(bu)會減小直徑，相應地，尺寸也不(bu)會改變，但經(jing)第一次擠(ji)壓后，模環表(biao)面會產生網狀裂紋。

鉬(mu)合(he)金(jin)模環由于減徑(jing)引(yin)起(qi)的(de)直(zhi)徑(jing)最(zui)大減小(xiao)(xiao)值(zhi)為0.25mm,而(er)鎳(nie)合(he)金(jin)為0.1mm.在隨后的(de)3~5次(ci)擠壓(ya)時（用(yong)潤滑劑），鎳(nie)合(he)金(jin)模環孔徑(jing)停(ting)止減小(xiao)(xiao)，而(er)鉬(mu)合(he)金(jin)模環仍有(you)減徑(jing)，直(zhi)至10次(ci)擠壓(ya)后才停(ting)止。

為了(le)更加廣泛地試驗鎳基(ji)高(gao)(gao)溫合金(jin)模(mo)環(huan)的耐(nai)磨性，在巴爾金(jin)中央黑色冶(ye)金(jin)科(ke)學研究院進行(xing)的雙金(jin)屬(shu)型(xing)材的半工(gong)業性生(sheng)產中，采用(yong)帶(dai)有(you)CrNi56WMoCoAl合金(jin)模(mo)環(huan)，經受100次以上(shang)(shang)的擠(ji)壓(ya)(ya)而無明顯的磨損。KSi6CoP合金(jin)模(mo)環(huan)用(yong)于(yu)擠(ji)壓(ya)(ya)高(gao)(gao)溫合金(jin)Эи929試驗表明，模(mo)環(huan)在擠(ji)壓(ya)(ya)70次以后，實際上(shang)(shang)模(mo)孔尺寸沒有(you)改變。

在擠壓難(nan)熔合金坯料(liao)時，采用鉬合金ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和陶瓷(ci)CrSi22模(mo)環(huan)。為了防(fang)止模(mo)環(huan)減徑，模(mo)環(huan)要在低于再結晶(jing)溫(wen)度下進行(xing)預變形。

帶有以上材料(liao)(liao)模(mo)環的(de)(de)組合(he)模(mo)在擠(ji)壓鉬(mu)和(he)鎢坯料(liao)(liao)時，加(jia)(jia)(jia)熱溫度(du)為1300℃.ZrMo-2A合(he)金(jin)模(mo)環在第一次(ci)(ci)擠(ji)壓后(hou)，直徑增加(jia)(jia)(jia)了0.8~1.0mm,當擠(ji)壓溫度(du)提(ti)高到1500~1600℃時，模(mo)環孔徑增加(jia)(jia)(jia)達2.0mm,即(ji)發(fa)生了強(qiang)烈的(de)(de)熱磨(mo)損(sun)。帶ZrMo-5合(he)金(jin)模(mo)環的(de)(de)組合(he)模(mo)顯示出(chu)比(bi)較高的(de)(de)耐磨(mo)性，被用于(yu)擠(ji)壓加(jia)(jia)(jia)熱到1400℃的(de)(de)鎢坯料(liao)(liao)，經5次(ci)(ci)擠(ji)壓后(hou)，模(mo)環的(de)(de)磨(mo)損(sun)為0.1mm.

 ZrMoW-70合金模(mo)環(huan)用于擠壓鉬合金坯料時，加熱溫度為(wei)1300℃,發(fa)生(sheng)的(de)模(mo)徑減(jian)徑量在擠壓3次后為(wei)1.1mm.

擠(ji)壓(ya)難熔合(he)金(jin)(jin)時(shi)(shi)，加熱溫度為1300~1700℃,采用裝有22CrSi陶瓷(ci)材(cai)料模(mo)(mo)環的(de)(de)(de)(de)組合(he)模(mo)(mo)，絕(jue)對不會(hui)產生模(mo)(mo)孔尺寸的(de)(de)(de)(de)改(gai)變。但此種材(cai)料模(mo)(mo)環的(de)(de)(de)(de)機械強度不高(gao)，經常(chang)在(zai)擠(ji)壓(ya)周期(qi)結束(shu)時(shi)(shi)，由于橫梁和擠(ji)壓(ya)筒的(de)(de)(de)(de)碰撞震動而破壞(huai)，或(huo)當采用石墨墊進行無(wu)壓(ya)余擠(ji)壓(ya)時(shi)(shi)，在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)從模(mo)(mo)孔擠(ji)出的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)，模(mo)(mo)環即發生破壞(huai)。表7-8為擠(ji)壓(ya)難熔金(jin)(jin)屬(shu)坯料時(shi)(shi)模(mo)(mo)環的(de)(de)(de)(de)使用壽命試驗結果(guo)。