現代的臥式管型材擠壓機上采用的擠壓模的結構，取決于擠壓機的形式和擠壓制品的種類。從經濟性的角度來考量，采用組合式擠壓模應是最為有利的選擇。不銹鋼管組合式(shi)擠壓模(mo)一般是由(you)模(mo)環、模(mo)套(tao)、喇叭口和模(mo)座(zuo)組成。圖(tu)7-28所示為簡(jian)裝(zhuang)型組合模(mo)。
對(dui)于最容易磨損的(de)(de)(de)部(bu)分(fen)（模環(huan)），采用(yong)具有高(gao)耐熱性(xing)(xing)和高(gao)耐磨性(xing)(xing)的(de)(de)(de)高(gao)合金鋼(gang)、耐熱合金或金屬陶(tao)瓷等材料制(zhi)成，而對(dui)于套環(huan)則采用(yong)具有高(gao)韌性(xing)(xing)和高(gao)強度的(de)(de)(de)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)。
將模環(huan)裝入(ru)套環(huan)的方(fang)法可以有兩種(zhong)(zhong)(zhong)：一種(zhong)(zhong)(zhong)是緊固配合，另一種(zhong)(zhong)(zhong)是無緊固配合。
模(mo)環(huan)(huan)與套環(huan)(huan)的(de)無緊固配合，是(shi)(shi)借(jie)助于(yu)可拆換模(mo)環(huan)(huan)的(de)結構來實(shi)現，即模(mo)環(huan)(huan)與套環(huan)(huan)的(de)固定是(shi)(shi)采(cai)用彈簧剪切環(huan)(huan)的(de)緊固方(fang)法達(da)到(dao)（圖7-29),在(zai)模(mo)環(huan)(huan)和套環(huan)(huan)的(de)裝配時(shi)錐(zhui)(zhui)形連接是(shi)(shi)必需的(de)。因為錐(zhui)(zhui)形連接可以保證模(mo)環(huan)(huan)從套環(huan)(huan)中順利地取出，以及(ji)避免(mian)了在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程中由(you)于(yu)徑(jing)向力而引起的(de)開裂(lie)。每(mei)次擠(ji)(ji)壓(ya)后，模(mo)環(huan)(huan)和壓(ya)余(yu)一起推出，在(zai)專門的(de)壓(ya)力機上(shang)容(rong)易地把模(mo)環(huan)(huan)從壓(ya)余(yu)上(shang)取下(xia)。并(bing)且，在(zai)擠(ji)(ji)壓(ya)過(guo)程中可由(you)10~16個模(mo)環(huan)(huan)組成一組輪流使用。
模(mo)(mo)環(huan)(huan)和(he)套環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)緊固配(pei)合(he)，是采(cai)用(yong)熱(re)壓(ya)(ya)配(pei)合(he)的(de)(de)(de)(de)方法來實(shi)現，即將帶有(you)(you)等于其外(wai)徑的(de)(de)(de)(de)0.10%~0.15%過(guo)盈(ying)量(liang)的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)以熱(re)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)(de)方式裝(zhuang)(zhuang)入套環(huan)(huan)內（圖7-30),以一(yi)定的(de)(de)(de)(de)過(guo)盈(ying)量(liang)采(cai)用(yong)熱(re)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)(de)方法壓(ya)(ya)裝(zhuang)(zhuang)而(er)成的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)模(mo)(mo)，在(zai)模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)外(wai)表面和(he)套環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)內表面層(ceng)之(zhi)間，存在(zai)著一(yi)定的(de)(de)(de)(de)預應力。擠(ji)壓(ya)(ya)時，在(zai)承受高單位(wei)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)上，從相反的(de)(de)(de)(de)方向上施(shi)加預應力，有(you)(you)利于擠(ji)壓(ya)(ya)制(zhi)品精度和(he)擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)使(shi)(shi)用(yong)壽命的(de)(de)(de)(de)提高。實(shi)踐證(zheng)明，采(cai)用(yong)MTZ合(he)金模(mo)(mo)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)成本，要比使(shi)(shi)用(yong)一(yi)般擠(ji)壓(ya)(ya)模(mo)(mo)降低(di)了30%~40%。
在不銹鋼(gang)(gang)管的擠(ji)壓中，比(bi)較普(pu)遍地采用以3Cr2W8V熱模(mo)鋼(gang)(gang)制成(cheng)的模(mo)環，其硬度達到40,所必(bi)需的回火溫度約為(wei)650~660℃,回火時(shi)間為(wei)2h。
為(wei)了封閉擠(ji)壓筒，將擠(ji)壓模(mo)的外圓錐和(he)擠(ji)壓筒內襯的相應(ying)部分(fen)加工成帶15°~30°傾角(jiao)的圓錐形。
對(dui)用(yong)于(yu)較輕(qing)擠(ji)壓工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)的(de)模(mo)(mo)環(huan)、套環(huan)、支承(cheng)環(huan)等組(zu)合模(mo)(mo)的(de)零件(jian)(jian)和可拆換(huan)模(mo)(mo)環(huan)結構(gou)的(de)組(zu)合模(mo)(mo)，可以采用(yong)45Cr3W3MoVSi和3Cr2W8V鋼來制造，前者(zhe)比(bi)后者(zhe)的(de)熱穩(wen)定溫度要(yao)高(gao)出20~30℃.
在擠(ji)壓高(gao)(gao)變形抗力的(de)(de)(de)(de)鋼管(guan)時，需要采(cai)用(yong)(yong)(yong)具有更高(gao)(gao)熱穩(wen)定性能的(de)(de)(de)(de)材料制造(zao)的(de)(de)(de)(de)工(gong)具。研究了含W17%~19%、Co 15%的(de)(de)(de)(de)特殊(shu)鋼如(ru) X20CrCoWMo1010(德）的(de)(de)(de)(de)熱穩(wen)定溫(wen)度(du)(du)達740℃,模(mo)子的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)比3Cr2W8V提高(gao)(gao)1.0~1.5倍。并(bing)且還推廣使用(yong)(yong)(yong)再結(jie)晶(jing)溫(wen)度(du)(du)下強(qiang)化變形的(de)(de)(de)(de)X50NiCrWV1313(德）奧氏體鋼制作(zuo)擠(ji)壓工(gong)模(mo)具。航空工(gong)業及噴氣技術的(de)(de)(de)(de)發(fa)展，需要采(cai)用(yong)(yong)(yong)特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基(ji)熱強(qiang)鋼管(guan)。這(zhe)種鋼管(guan)擠(ji)壓時，由于高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)變形程度(du)(du)引起模(mo)環的(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)磨(mo)損(sun)，以致于1個(ge)3Cr2W8V模(mo)環只能擠(ji)壓1支鋼管(guan)后就破壞不(bu)能再用(yong)(yong)(yong)，且鋼管(guan)的(de)(de)(de)(de)表面質量還不(bu)能得到保證。為此，采(cai)用(yong)(yong)(yong)了高(gao)(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)模(mo)環。其最合(he)(he)(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)HRC為38~43.鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)模(mo)環由于加(jia)工(gong)困難，所以采(cai)用(yong)(yong)(yong)精密澆鑄的(de)(de)(de)(de)方法先(xian)制作(zuo)毛坯，再通過極(ji)小的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)余(yu)量機加(jia)工(gong)出成(cheng)品。其合(he)(he)(he)金(jin)牌號為U86和U919(俄）。采(cai)用(yong)(yong)(yong)鈷基(ji)合(he)(he)(he)金(jin)制作(zuo)的(de)(de)(de)(de)模(mo)環，使用(yong)(yong)(yong)壽命(ming)也很高(gao)(gao)，但(dan)因成(cheng)本高(gao)(gao)、加(jia)工(gong)難而(er)受到限制。
尼科波爾南方鋼管廠在擠壓不銹鋼(gang)管及型材時，試驗了采用MTZW合金的模環，獲得了滿意的結果。
MTZW 合(he)(he)金模環擠壓20號鋼(gang)，延伸(shen)系數為25,模環壽命(ming)為650次／只。在(zai)高溫(wen)條件下比(bi)較熱(re)模鋼(gang)、鎳(nie)基合(he)(he)金和(he)鉬基合(he)(he)金的(de)力(li)學性能（圖7-31)表明，隨著溫(wen)度的(de)增高，合(he)(he)金的(de)性能產生了復雜的(de)軟化。
鉬合金具有不高的原始強度，但在1100~1200℃溫度下保持了相當高的σb值。
擠壓鉬合金制(zhi)品時(shi)，含(han)有(you)氧化鋁陶(tao)瓷的(de)材料(liao)22CrSi模環(huan)得到(dao)應(ying)用，其可以在高(gao)達1600~1700℃的(de)坯料(liao)加熱溫度下，擠壓15支以上(shang)的(de)鉬合金制(zhi)品，同時(shi)，擠壓制(zhi)品的(de)高(gao)表面質量和幾何尺寸的(de)高(gao)精度也得到(dao)保(bao)證。
利用(yong)穩定(ding)的(de)二氧化鋯通過擠壓并(bing)隨后(hou)壓縮的(de)方法制(zhi)造的(de)整體的(de)礦物陶(tao)瓷環，由于(yu)使用(yong)時排(pai)除了(le)(le)玻璃潤滑劑(ji)的(de)必要性(xing)，而(er)且(qie)在一(yi)系列的(de)情況下變形金(jin)屬不會黏(nian)結在模(mo)環上，具有很(hen)高(gao)的(de)使用(yong)壽命，從而(er)引(yin)起(qi)了(le)(le)業(ye)界的(de)關注(zhu)。
用(yong)(yong)于擠壓(ya)工模(mo)具鋼(gang)的(de)熱處理(li)制度，應保證制品最(zui)高(gao)的(de)熱穩定性。為(wei)此，淬火的(de)加熱溫(wen)(wen)度應該取最(zui)高(gao)溫(wen)(wen)度，目(mu)的(de)是使(shi)固溶體最(zui)完全地合金(jin)化。由3Cr2W8V鋼(gang)制造的(de)模(mo)環的(de)淬火溫(wen)(wen)度應提(ti)(ti)高(gao)到1150℃(超過1080℃),這樣，當擠壓(ya)碳素(su)鋼(gang)管(guan)時(shi)，其使(shi)用(yong)(yong)壽命提(ti)(ti)高(gao)了10%~15%.當擠壓(ya)長(chang)7~8m的(de)碳素(su)鋼(gang)管(guan)時(shi)，平均使(shi)用(yong)(yong)壽命約為(wei)35~40支／只；當擠壓(ya)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)時(shi)，使(shi)用(yong)(yong)壽命平均約為(wei)20~25支／只。通常模(mo)環重車(che)使(shi)用(yong)(yong)率可以達到2~3倍。
采用Эи876A和Эи929M合(he)金（俄）制造的(de)模環的(de)使(shi)用壽命(ming)，當擠壓(ya)鎳基合(he)金管時約為10~15支／只(zhi)，而(er)當擠壓(ya)難熔(rong)合(he)金管時約為2~3支／只(zhi)。
模環(huan)的制造(zao)方(fang)法：一般的圓孔環(huan)最經濟的方(fang)法應是整體坯料(liao)的離心(xin)澆(jiao)鑄(zhu)，對型(xing)孔環(huan)采用(yong)蠟(la)模精密鑄(zhu)造(zao)。在這(zhe)種情況下，機械加工量最低，并(bing)且廢料(liao)可以(yi)多次(ci)利(li)用(yong)。
應該指出，采用蠟模鑄造型材(cai)模環時，允許(xu)型孔（模芯(xin)）不留余量。因此，應在防止脫碳和氧(yang)化(hua)的條(tiao)件下進行(xing)熱(re)處理。
潤(run)滑(hua)劑的(de)(de)質量對模環的(de)(de)使(shi)用壽命(ming)有(you)重要的(de)(de)影響，擠壓時應(ying)采(cai)用摩(mo)擦系(xi)數最(zui)小(xiao)、不會造成不銹鋼管(guan)和工具直接接觸的(de)(de)潤(run)滑(hua)劑。
對于緊固配合的組合模，為了提高工具鋼模子的使用壽命，可以將難熔氧化物Al2O3、Zr2O等噴涂到模環工作部分上。采用噴涂方法的缺點是：涂層與基體金屬的附著力不強，以及對于小直徑的模環噴涂比較困難。但是，每支不銹鋼管擠壓后模環就進行噴涂，結果是擠壓鋼管的表面質量很好。所以，也有一些廠家使用這一工藝，特別是在擠壓精密的異形材和難熔金屬的制品時，這種方法還應用得不少。
對于制造模環所(suo)采用材料(liao)的(de)(de)分析(xi)指(zhi)出：材料(liao)的(de)(de)成分趨向于多(duo)元化，其目的(de)(de)是(shi)力求提(ti)高(gao)材料(liao)的(de)(de)熱穩定(ding)(ding)性(xing)，并以(yi)此(ci)(ci)提(ti)高(gao)其耐熱磨(mo)性(xing)；但同(tong)時(shi)(shi)應估計(ji)到，不(bu)適(shi)當地降(jiang)(jiang)低導熱性(xing)（鉬合金除(chu)外）會惡化材料(liao)的(de)(de)工(gong)藝性(xing)能和(he)加工(gong)性(xing)能。導熱性(xing)的(de)(de)降(jiang)(jiang)低將促使金屬模環接(jie)觸表(biao)面層(ceng)受熱溫度的(de)(de)升高(gao)和(he)減少(shao)由高(gao)合金所(suo)得(de)到的(de)(de)好處，為此(ci)(ci)，當必(bi)須得(de)到一定(ding)(ding)的(de)(de)表(biao)面質量和(he)很(hen)長的(de)(de)擠壓(ya)產品時(shi)(shi)，采用高(gao)合金鋼和(he)合金模環是(shi)合算的(de)(de)。
