高合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼、鎳(nie)基耐熱合金(jin)(jin)(jin)(jin)、鑄態鉬(mu)(mu)合金(jin)(jin)(jin)(jin)、燒結鉬(mu)(mu)鋯合金(jin)(jin)(jin)(jin)和難熔金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)等都屬(shu)(shu)于低塑性(xing)難變形材料(liao)，在大(da)多數(shu)情況下，甚至在采用擠(ji)(ji)(ji)壓工藝加工時(shi)，也(ye)顯(xian)得可塑性(xing)不(bu)(bu)足。在擠(ji)(ji)(ji)壓這類材料(liao)時(shi)，金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)連續(xu)性(xing)容易遭(zao)到破壞。由于引起金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)層不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)流(liu)動(dong)而產(chan)(chan)生的(de)(de)拉伸應力(li)，同(tong)時(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)與(yu)模(mo)具接(jie)觸層的(de)(de)溫(wen)度(du)比(bi)較低，擠(ji)(ji)(ji)壓模(mo)與(yu)擠(ji)(ji)(ji)壓芯棒的(de)(de)間隙分布相(xiang)對(dui)于空心坯壁(bi)厚(hou)的(de)(de)不(bu)(bu)對(dui)稱，導(dao)致金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)不(bu)(bu)對(dui)稱。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)流(liu)動(dong)最不(bu)(bu)均(jun)勻的(de)(de)位置(zhi)是擠(ji)(ji)(ji)壓管的(de)(de)內(nei)外表面，因此(ci)，在擠(ji)(ji)(ji)壓管內(nei)表面產(chan)(chan)生缺(que)陷的(de)(de)可能性(xing)最大(da)，而外表面則(ze)有(you)材料(liao)連續(xu)性(xing)被破壞的(de)(de)危(wei)險。

一、提(ti)高材料可(ke)塑(su)性

 材料(liao)的(de)可(ke)(ke)塑性(xing)(xing)降低，導(dao)致擠(ji)壓(ya)鋼管表(biao)面產(chan)生缺(que)陷的(de)可(ke)(ke)能性(xing)(xing)增加。坯料(liao)表(biao)面的(de)接觸摩擦不均(jun)(jun)勻，引(yin)起(qi)鋼管圓(yuan)周(zhou)金屬(shu)流動(dong)的(de)不均(jun)(jun)勻。為了(le)防止擠(ji)壓(ya)制(zhi)品產(chan)生缺(que)陷，均(jun)(jun)勻地涂敷玻(bo)璃潤滑劑顯得十分重(zhong)要。除此之外(wai)，對于低塑性(xing)(xing)難變形材料(liao)的(de)擠(ji)壓(ya)，還可(ke)(ke)以采取以下工藝措施(shi)來提高(gao)材料(liao)的(de)可(ke)(ke)塑性(xing)(xing)，防止擠(ji)壓(ya)材料(liao)連續性(xing)(xing)的(de)破壞：

1. 包塑性包套(tao)

  在(zai)坯料的內(nei)表面(mian)上包(bao)(bao)一層(ceng)塑性金(jin)屬(shu)，從而在(zai)擠壓變形時，在(zai)塑性包(bao)(bao)套(tao)內(nei)承受著最大的拉應(ying)力。當(dang)被擠壓金(jin)屬(shu)的可(ke)塑性比較低時，塑性包(bao)(bao)套(tao)包(bao)(bao)在(zai)外(wai)表面(mian)。包(bao)(bao)塑性包(bao)(bao)套(tao)有(you)幾(ji)種(zhong)方法：a. 套(tao)管與坯料用簡單(dan)的機械結合，這種(zhong)方法最簡單(dan)；b. 電解涂層(ceng)；c. 離心鑄造等。在(zai)擠壓鎳合金(jin)管（如Ni36GrTiAIMo合金(jin)管）時，采用第一種(zhong)方法包(bao)(bao)塑性包(bao)(bao)套(tao)，擠壓出的鎳合金(jin)管的內(nei)表面(mian)質(zhi)量如圖5-4所示。

  在擠壓鎳合金時，用321不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. 采用帶錐度的(de)擠壓芯棒

  在擠壓(ya)高(gao)強度合金時(shi)，由于高(gao)強度合金的最(zui)大(da)變(bian)形力很大(da)，為了減(jian)小變(bian)形力，采用端部帶錐度的擠壓(ya)芯棒。

3. 坯料(liao)前端焊接碳鋼墊(dian)片(pian)

  擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)高(gao)強(qiang)度鎳合金管(guan)時，將碳鋼(gang)制成(cheng)50mm厚的(de)墊(dian)片(pian)(pian)，并將其焊(han)接在坯料前端(duan)。這樣可以降(jiang)低開始擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時最大壓(ya)(ya)(ya)力的(de)峰(feng)值(zhi)，擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)完(wan)成(cheng)后碳鋼(gang)墊(dian)片(pian)(pian)會形成(cheng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)管(guan)的(de)前端(duan)。

4. 坯(pi)料后端焊接塑性墊片(pian)

  為(wei)了充分利(li)用(yong)貴金屬，并使擠(ji)壓后擠(ji)壓管與壓余容易分離，在個別情況下(xia)可(ke)將塑性墊(dian)片(pian)焊接在坯料的后端，墊(dian)片(pian)的厚(hou)度應該是使其完全成為(wei)壓余的厚(hou)度。

5. 用反擠壓法提高材料的塑性(xing)

  在變(bian)形條(tiao)件下，當(dang)變(bian)形區內建立起推力(li)(li)時，工作(zuo)液體的(de)靜壓(ya)力(li)(li)可以增高(gao)到金(jin)屬材(cai)料屈服極限(xian)的(de)5~6倍，因而甚至(zhi)可成(cheng)功擠壓(ya)易(yi)碎的(de)材(cai)料，如粉末冶金(jin)的(de)坯(pi)料、灰口鐵等。

6. 建(jian)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)σ_b。

7. 降低坯料加熱溫度(du)

  當(dang)擠壓管(guan)有(you)一(yi)層易碎材料的(de)雙金屬管(guan)或(huo)雙層管(guan)時，為了(le)提高變(bian)形區內工作液體的(de)靜壓力，可采用降低(di)坯料加熱溫度的(de)方法。在(zai)這種情況下，易碎層的(de)可塑(su)性顯著提高，防(fang)止了(le)裂紋的(de)產生。

8. 采用帶圓錐孔(kong)型的模具

  俄羅(luo)斯巴爾金(jin)(jin)中央黑色冶金(jin)(jin)科學研究院在拼壓(ya)不(bu)銹(xiu)鋼、鎳基高溫合(he)金(jin)(jin)和(he)難熔金(jin)(jin)屬(shu)時，采(cai)(cai)用(yong)帶圓(yuan)錐(zhui)孔型的(de)模(mo)子進行(xing)試驗，其最小的(de)擠(ji)壓(ya)力是發生在采(cai)(cai)用(yong)的(de)擠(ji)壓(ya)模(mo)喇叭口(kou)(kou)入(ru)(ru)口(kou)(kou)角度2am=90°~120°的(de)情況(kuang)下(xia)，擠(ji)壓(ya)模(mo)的(de)進口(kou)(kou)喇叭口(kou)(kou)入(ru)(ru)口(kou)(kou)角在90°~120°間上下(xia)波動，都會使擠(ji)壓(ya)力平均增(zeng)加10%~15%。

9. 采用(yong)鉬合(he)金“可拆換環”的組合(he)結構擠壓(ya)模

  組合模由(you)(you)模盒、模環(huan)、彈簧組成，為了(le)提(ti)高擠(ji)壓(ya)過程的穩定(ding)(ding)性，模環(huan)可(ke)采用鉬合金(jin)（MTZ)制作(zuo)(zuo)。擠(ji)壓(ya)操作(zuo)(zuo)時(shi)，可(ke)由(you)(you)10~16個(ge)鉬合金(jin)環(huan)組成的擠(ji)壓(ya)模輪(lun)流作(zuo)(zuo)業，由(you)(you)于模盒與模環(huan)借助于彈簧固定(ding)(ding)，可(ke)以方便地(di)裝卸。

二、特殊結構組合(he)擠壓模(mo)的使(shi)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2_r1;內環高度為h₂,錐角為α₂,定徑孔直徑2_r2<2_r1.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α_k為：

 式（5-1)包含了設計擠壓(ya)模孔型時的全部要素(su)尺寸。

 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=R_k時，可得到由母線AC和角度α_oδ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α_oδ~0°范圍變化。

 將粉末狀玻(bo)璃潤滑劑(ji)，附加黏(nian)結劑(ji)（水玻(bo)璃、紙漿廢液等）的(de)混合(he)物裝入組合(he)模干燥(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(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(bu)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)(ya)產(chan)品(pin)出現性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)各(ge)(ge)向異(yi)性(xing)(xing)(xing)，擠(ji)壓(ya)(ya)時強迫產(chan)品(pin)在(zai)成形(xing)過程(cheng)中進行旋(xuan)(xuan)轉，造(zao)成擠(ji)壓(ya)(ya)產(chan)品(pin)性(xing)(xing)(xing)能(neng)各(ge)(ge)向異(yi)性(xing)(xing)(xing)的(de)相組織(zhi)條紋線呈螺(luo)旋(xuan)(xuan)形(xing)布置。在(zai)模子(zi)錐形(xing)部(bu)分刻成螺(luo)旋(xuan)(xuan)形(xing)的(de)凹線，而在(zai)模子(zi)的(de)圓柱(zhu)帶無這種凹槽。擠(ji)壓(ya)(ya)時，產(chan)品(pin)依靠(kao)這種專(zhuan)門的(de)模子(zi)旋(xuan)(xuan)轉，完成附加相的(de)螺(luo)旋(xuan)(xuan)形(xing)分布，擠(ji)壓(ya)(ya)出的(de)鋼(gang)管仍具(ju)有光滑外表(biao)面。在(zai)采用帶凹線入口錐形(xing)模擠(ji)壓(ya)(ya)，含硼產(chan)品(pin)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)各(ge)(ge)向異(yi)性(xing)(xing)(xing)明顯下降(jiang)。