高合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)、鎳基耐熱合(he)金(jin)(jin)、鑄態鉬合(he)金(jin)(jin)、燒(shao)結鉬鋯(gao)合(he)金(jin)(jin)和難(nan)熔金(jin)(jin)屬(shu)(shu)等都屬(shu)(shu)于低(di)塑性難(nan)變形材料(liao)，在(zai)大多數情況下，甚至在(zai)采用(yong)擠(ji)(ji)(ji)壓工藝(yi)加工時，也顯得可(ke)塑性不足(zu)。在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓這類材料(liao)時，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)性容易遭到(dao)破壞。由(you)于引起金(jin)(jin)屬(shu)(shu)層不均勻的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)而產生的(de)(de)(de)(de)拉伸(shen)應力(li)，同(tong)時金(jin)(jin)屬(shu)(shu)與(yu)模(mo)具(ju)接觸(chu)層的(de)(de)(de)(de)溫度(du)比較低(di)，擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)與(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓芯棒的(de)(de)(de)(de)間隙(xi)分布(bu)相對于空(kong)心坯壁厚(hou)的(de)(de)(de)(de)不對稱，導(dao)致金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)不對稱。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)最不均勻的(de)(de)(de)(de)位置是擠(ji)(ji)(ji)壓管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)內(nei)外表(biao)面(mian)，因此，在(zai)擠(ji)(ji)(ji)壓管(guan)(guan)內(nei)表(biao)面(mian)產生缺陷的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性最大，而外表(biao)面(mian)則有材料(liao)連(lian)續(xu)性被破壞的(de)(de)(de)(de)危險。
一、提高材料可塑性
材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)可(ke)塑性(xing)降低，導致擠壓鋼(gang)管表面產生(sheng)缺陷的(de)(de)可(ke)能性(xing)增(zeng)加。坯料(liao)表面的(de)(de)接觸摩擦不均勻，引起(qi)鋼(gang)管圓周(zhou)金(jin)屬流(liu)動的(de)(de)不均勻。為了防止(zhi)擠壓制品產生(sheng)缺陷，均勻地涂敷玻璃潤(run)滑劑顯得(de)十分重要。除此之外，對于低塑性(xing)難變形材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)擠壓，還可(ke)以采取以下工(gong)藝措施來提高材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)可(ke)塑性(xing)，防止(zhi)擠壓材(cai)(cai)料(liao)連續性(xing)的(de)(de)破壞：
1. 包(bao)塑(su)性(xing)包(bao)套
在坯料(liao)的(de)內表(biao)(biao)面(mian)(mian)上包(bao)(bao)(bao)一層塑性(xing)金屬(shu)，從而在擠壓變形時，在塑性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)內承受著最(zui)大(da)的(de)拉應力。當被擠壓金屬(shu)的(de)可塑性(xing)比較低時，塑性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)包(bao)(bao)(bao)在外表(biao)(biao)面(mian)(mian)。包(bao)(bao)(bao)塑性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)有(you)幾種方法：a. 套(tao)管(guan)與坯料(liao)用簡(jian)(jian)單(dan)的(de)機(ji)械結合，這種方法最(zui)簡(jian)(jian)單(dan)；b. 電解(jie)涂(tu)層；c. 離心鑄造等。在擠壓鎳合金管(guan)（如Ni36GrTiAIMo合金管(guan)）時，采用第一種方法包(bao)(bao)(bao)塑性(xing)包(bao)(bao)(bao)套(tao)，擠壓出的(de)鎳合金管(guan)的(de)內表(biao)(biao)面(mian)(mian)質量如圖5-4所(suo)示。
在擠壓鎳合金時，用321不銹(xiu)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(ya)芯棒
在擠(ji)壓高強度合金時(shi)，由(you)于高強度合金的(de)最大變形力很大，為(wei)了(le)減小變形力，采用端部帶錐度的(de)擠(ji)壓芯棒。
3. 坯料前端(duan)焊接碳鋼墊片
擠(ji)壓高強度(du)鎳(nie)合金管(guan)時(shi)，將碳鋼制成(cheng)(cheng)50mm厚的墊片，并將其焊接(jie)在坯料前端(duan)。這樣可以降低開始擠(ji)壓時(shi)最大壓力的峰(feng)值，擠(ji)壓完成(cheng)(cheng)后碳鋼墊片會形成(cheng)(cheng)擠(ji)壓管(guan)的前端(duan)。
4. 坯(pi)料(liao)后端焊接塑性墊(dian)片
為了充(chong)分利用貴金屬，并使(shi)擠(ji)(ji)壓后(hou)擠(ji)(ji)壓管與壓余(yu)容(rong)易分離，在個別(bie)情況下可將塑性墊片(pian)(pian)焊接在坯料的后(hou)端，墊片(pian)(pian)的厚度應該(gai)是使(shi)其(qi)完全成為壓余(yu)的厚度。
5. 用反(fan)擠(ji)壓法提高(gao)材(cai)料(liao)的塑性
在變形(xing)條件下，當變形(xing)區(qu)內(nei)建立起推力(li)時(shi)，工作(zuo)液體的靜壓力(li)可以增高到金(jin)屬材料(liao)屈服(fu)極限的5~6倍(bei)，因而甚至(zhi)可成功擠壓易碎(sui)的材料(liao)，如粉末(mo)冶金(jin)的坯料(liao)、灰(hui)口(kou)鐵(tie)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(jia)熱溫度
當擠壓管(guan)有一層易碎材料(liao)(liao)的雙(shuang)金屬管(guan)或雙(shuang)層管(guan)時，為了(le)(le)提(ti)高變(bian)形區內工(gong)作液體的靜(jing)壓力，可采用降低坯料(liao)(liao)加熱(re)溫(wen)度的方法。在這種情況下，易碎層的可塑性顯著提(ti)高，防止了(le)(le)裂紋的產生。
8. 采用(yong)帶圓錐孔型的模具
俄羅斯巴爾金中央黑色(se)冶金科學研究院在(zai)(zai)拼壓(ya)不銹鋼、鎳基(ji)高溫合金和(he)難(nan)熔金屬時，采用帶圓錐孔型的(de)(de)模子進行試驗(yan)，其最(zui)小的(de)(de)擠壓(ya)力(li)是發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)采用的(de)(de)擠壓(ya)模喇叭(ba)口(kou)入(ru)口(kou)角度2am=90°~120°的(de)(de)情況下(xia)，擠壓(ya)模的(de)(de)進口(kou)喇叭(ba)口(kou)入(ru)口(kou)角在(zai)(zai)90°~120°間上下(xia)波動(dong)，都會(hui)使擠壓(ya)力(li)平均增(zeng)加10%~15%。
9. 采(cai)用鉬合金“可拆換環”的組(zu)合結構擠壓模
組(zu)合(he)(he)模(mo)(mo)(mo)由(you)(you)模(mo)(mo)(mo)盒、模(mo)(mo)(mo)環、彈簧(huang)組(zu)成(cheng)，為(wei)了提高擠(ji)(ji)壓過程的(de)穩(wen)定性，模(mo)(mo)(mo)環可采(cai)用(yong)鉬合(he)(he)金（MTZ)制作(zuo)。擠(ji)(ji)壓操作(zuo)時，可由(you)(you)10~16個(ge)鉬合(he)(he)金環組(zu)成(cheng)的(de)擠(ji)(ji)壓模(mo)(mo)(mo)輪流作(zuo)業(ye)，由(you)(you)于模(mo)(mo)(mo)盒與模(mo)(mo)(mo)環借助于彈簧(huang)固(gu)定，可以方便地裝卸。
二、特殊結(jie)構組合(he)擠壓模的使用(yong)
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(fen)末狀玻璃潤滑劑(ji)，附加黏結劑(ji)（水玻璃、紙漿(jiang)廢液等(deng)）的混合(he)物裝入組合(he)模干(gan)燥(zao)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(le)避(bi)免(mian)擠(ji)壓產(chan)(chan)品(pin)(pin)出(chu)現性能的(de)(de)(de)各(ge)向異性，擠(ji)壓時強迫產(chan)(chan)品(pin)(pin)在成形(xing)(xing)過程中(zhong)進行旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)，造成擠(ji)壓產(chan)(chan)品(pin)(pin)性能各(ge)向異性的(de)(de)(de)相組(zu)織條(tiao)紋線(xian)(xian)呈螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)形(xing)(xing)布(bu)置。在模(mo)(mo)子(zi)錐形(xing)(xing)部分刻成螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)凹(ao)線(xian)(xian)，而在模(mo)(mo)子(zi)的(de)(de)(de)圓柱帶無這種(zhong)凹(ao)槽。擠(ji)壓時，產(chan)(chan)品(pin)(pin)依靠這種(zhong)專門的(de)(de)(de)模(mo)(mo)子(zi)旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)，完成附(fu)加相的(de)(de)(de)螺(luo)旋(xuan)(xuan)(xuan)形(xing)(xing)分布(bu)，擠(ji)壓出(chu)的(de)(de)(de)鋼管(guan)仍具有光滑(hua)外表面。在采用帶凹(ao)線(xian)(xian)入口錐形(xing)(xing)模(mo)(mo)擠(ji)壓，含硼產(chan)(chan)品(pin)(pin)力(li)學性能的(de)(de)(de)各(ge)向異性明顯下降。
