高合金鋼(gang)、鎳基耐(nai)熱合金、鑄(zhu)態鉬合金、燒(shao)結鉬鋯合金和(he)難(nan)熔金屬(shu)等都屬(shu)于(yu)低塑性(xing)難(nan)變形材料，在大(da)多數情況下，甚至在采用擠(ji)壓工藝加工時，也顯得可(ke)塑性(xing)不足(zu)。在擠(ji)壓這類(lei)材料時，金屬(shu)的連續性(xing)容易遭到破(po)(po)壞。由于(yu)引起金屬(shu)層(ceng)不均(jun)勻(yun)的流動(dong)而(er)產生(sheng)的拉(la)伸應(ying)力，同時金屬(shu)與模具(ju)接觸層(ceng)的溫度比較低，擠(ji)壓模與擠(ji)壓芯棒(bang)的間隙分布相對于(yu)空心坯壁厚的不對稱，導致金屬(shu)流動(dong)不對稱。金屬(shu)流動(dong)最(zui)不均(jun)勻(yun)的位置(zhi)是擠(ji)壓管(guan)的內外表面(mian)，因此，在擠(ji)壓管(guan)內表面(mian)產生(sheng)缺陷(xian)的可(ke)能性(xing)最(zui)大(da)，而(er)外表面(mian)則有材料連續性(xing)被破(po)(po)壞的危險。

一、提高材料(liao)可塑性

 材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)可(ke)塑(su)性降低(di)，導致擠壓(ya)鋼(gang)管(guan)表面(mian)產生缺(que)陷的(de)(de)(de)可(ke)能性增加(jia)。坯料(liao)表面(mian)的(de)(de)(de)接(jie)觸摩擦不均勻(yun)，引起鋼(gang)管(guan)圓周(zhou)金屬流動的(de)(de)(de)不均勻(yun)。為了防(fang)止擠壓(ya)制品(pin)產生缺(que)陷，均勻(yun)地涂敷玻璃潤滑劑顯得十分重要。除此(ci)之外，對于低(di)塑(su)性難變(bian)形材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)擠壓(ya)，還可(ke)以采取以下工藝措施來(lai)提高(gao)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)可(ke)塑(su)性，防(fang)止擠壓(ya)材(cai)料(liao)連續性的(de)(de)(de)破壞：

1. 包(bao)塑性包(bao)套(tao)

  在坯(pi)料(liao)的(de)(de)內表(biao)(biao)面(mian)上包(bao)一層塑(su)(su)性(xing)金(jin)屬，從而在擠(ji)壓(ya)變形時，在塑(su)(su)性(xing)包(bao)套(tao)內承受著最(zui)大的(de)(de)拉應力。當被擠(ji)壓(ya)金(jin)屬的(de)(de)可塑(su)(su)性(xing)比較低時，塑(su)(su)性(xing)包(bao)套(tao)包(bao)在外表(biao)(biao)面(mian)。包(bao)塑(su)(su)性(xing)包(bao)套(tao)有(you)幾(ji)種方法(fa)(fa)：a. 套(tao)管(guan)與坯(pi)料(liao)用簡單的(de)(de)機(ji)械(xie)結合，這(zhe)種方法(fa)(fa)最(zui)簡單；b. 電解涂層；c. 離(li)心(xin)鑄(zhu)造(zao)等(deng)。在擠(ji)壓(ya)鎳合金(jin)管(guan)（如Ni36GrTiAIMo合金(jin)管(guan)）時，采(cai)用第(di)一種方法(fa)(fa)包(bao)塑(su)(su)性(xing)包(bao)套(tao)，擠(ji)壓(ya)出的(de)(de)鎳合金(jin)管(guan)的(de)(de)內表(biao)(biao)面(mian)質量如圖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(cai)用帶錐度的(de)擠壓芯棒

  在擠(ji)壓(ya)高(gao)強度合金時，由于(yu)高(gao)強度合金的(de)最大變形(xing)力很大，為了減小變形(xing)力，采(cai)用端部帶錐度的(de)擠(ji)壓(ya)芯(xin)棒(bang)。

3. 坯料前(qian)端焊接碳鋼(gang)墊片

  擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)高強度鎳合金管時(shi)，將(jiang)(jiang)碳鋼(gang)制成(cheng)50mm厚的(de)(de)墊片，并將(jiang)(jiang)其(qi)焊接在(zai)坯料(liao)前端。這(zhe)樣可(ke)以降低開(kai)始擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)最大(da)壓(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)峰值，擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)完(wan)成(cheng)后碳鋼(gang)墊片會形成(cheng)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)管的(de)(de)前端。

4. 坯(pi)料后端(duan)焊(han)接塑性墊片

  為(wei)了充分利用貴金(jin)屬，并使擠壓后擠壓管與壓余容易分離，在(zai)(zai)個別情況下可將塑性墊片焊(han)接在(zai)(zai)坯料的(de)(de)后端(duan)，墊片的(de)(de)厚(hou)度應該是使其完全成為(wei)壓余的(de)(de)厚(hou)度。

5. 用反擠(ji)壓法提高(gao)材(cai)料的塑(su)性

  在變形(xing)條件下，當變形(xing)區(qu)內建立(li)起(qi)推力時(shi)，工作液體的(de)靜壓力可以增高到金屬材料屈(qu)服極(ji)限的(de)5~6倍，因而甚至(zhi)可成功擠壓易碎(sui)的(de)材料，如粉末冶金的(de)坯料、灰口鐵等(deng)。

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)擠壓管有一層易碎材料的(de)雙金(jin)屬(shu)管或雙層管時，為了提高變形區內工作液體(ti)的(de)靜壓力，可采(cai)用降(jiang)低坯料加(jia)熱溫(wen)度的(de)方(fang)法(fa)。在(zai)這(zhe)種情況下，易碎層的(de)可塑(su)性顯著提高，防止了裂紋的(de)產生(sheng)。

8. 采用帶圓錐孔型的模具(ju)

  俄羅斯巴爾金(jin)(jin)中央黑色冶金(jin)(jin)科(ke)學研究院在拼壓(ya)(ya)不銹鋼、鎳基高(gao)溫合金(jin)(jin)和難熔金(jin)(jin)屬(shu)時，采(cai)用帶圓(yuan)錐孔型的(de)模子進行試(shi)驗(yan)，其最小的(de)擠壓(ya)(ya)力是發(fa)生在采(cai)用的(de)擠壓(ya)(ya)模喇叭口入口角度2am=90°~120°的(de)情(qing)況(kuang)下，擠壓(ya)(ya)模的(de)進口喇叭口入口角在90°~120°間上下波動(dong)，都會使擠壓(ya)(ya)力平均(jun)增加10%~15%。

9. 采(cai)用鉬(mu)合(he)(he)金“可拆換環”的組合(he)(he)結(jie)構擠(ji)壓模

  組(zu)合模(mo)(mo)由模(mo)(mo)盒、模(mo)(mo)環(huan)、彈簧(huang)組(zu)成，為了(le)提高(gao)擠壓過程的(de)穩定性(xing)，模(mo)(mo)環(huan)可采用鉬合金(jin)(jin)（MTZ)制作。擠壓操作時，可由10~16個鉬合金(jin)(jin)環(huan)組(zu)成的(de)擠壓模(mo)(mo)輪(lun)流作業，由于模(mo)(mo)盒與模(mo)(mo)環(huan)借助于彈簧(huang)固(gu)定，可以(yi)方便地裝(zhuang)卸。

二、特殊結構組合擠壓(ya)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(le)設計(ji)擠壓模孔(kong)型時的全部要素尺(chi)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(mo)狀玻璃(li)潤滑劑(ji)，附(fu)加黏(nian)結劑(ji)（水(shui)玻璃(li)、紙漿(jiang)廢(fei)液等）的混(hun)合物裝(zhuang)入(ru)組合模(mo)干燥后使用。

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。

 為了避免擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)產(chan)品(pin)(pin)出(chu)現性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)各(ge)(ge)向異性(xing)(xing)，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)強迫產(chan)品(pin)(pin)在成(cheng)形過程中進行旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，造成(cheng)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)產(chan)品(pin)(pin)性(xing)(xing)能(neng)各(ge)(ge)向異性(xing)(xing)的(de)(de)相組織(zhi)條紋線呈螺旋(xuan)(xuan)形布置。在模(mo)子錐形部(bu)分(fen)刻成(cheng)螺旋(xuan)(xuan)形的(de)(de)凹線，而在模(mo)子的(de)(de)圓柱帶無這(zhe)種凹槽(cao)。擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)，產(chan)品(pin)(pin)依靠(kao)這(zhe)種專門的(de)(de)模(mo)子旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，完成(cheng)附加相的(de)(de)螺旋(xuan)(xuan)形分(fen)布，擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)出(chu)的(de)(de)鋼管仍具有光(guang)滑外表面。在采(cai)用帶凹線入(ru)口錐形模(mo)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)(ya)，含硼(peng)產(chan)品(pin)(pin)力學性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)各(ge)(ge)向異性(xing)(xing)明顯下降(jiang)。