不銹鋼管擠壓模是擠壓工模具中最易損壞的模具。只有在具有擠壓模的使用過程中所承受的負荷和溫度變化方面的數(shù)據(jù)的條件下，才能有充分的根據(jù)來選擇制造擠壓模的材料。
早在20世紀60年代末，德國的礦業(yè)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銹鋼管廠，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。
為了確定擠壓模截面上各點（圖7-41)的溫度，采用帶有熱電偶槽的分塊結(jié)構(gòu)的模子，帶有直徑為0.3~0.5mm導線的Cr-Al熱電偶安放在模子壓縮錐的起點和中點（點1、點2),圓錐到定徑帶的過渡處（點3)和模壁內(nèi)（點4).在點1~3的熱電偶的端點安置在距離模子表面深度1.5mm處。焊接好已接上導線的熱電偶，用由氧化鋁和水玻璃的混合物制成的絕緣物質(zhì)填滿熱電偶槽。然后把兩塊半模焊接起來。
為了校準熱電偶，把裝配好的模子放在有固定溫度的恒溫器中。熱電偶測出數(shù)值的記錄由H-700示波器完成，在記錄溫度的同時還記錄了擠壓力。
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。
個別測量擠壓模溫度的試驗是在擠壓鉬合金ZrMo-2A時進行的。鉬合金擠壓時，采用石墨墊進行無壓余擠壓。
研究了擠壓模受熱程度與所用玻璃潤滑劑的黏度、延伸系數(shù)、擠壓速度和其他參數(shù)之間的關(guān)系。擠壓時擠壓模的受熱情況示于圖7-41.
在采用玻璃潤滑劑擠壓不銹鋼坯料的條件下，擠壓模的受熱的一般情況示于圖7-41,由圖可知：（1)擠壓之前擠壓模上存在著體積上不均勻的熱場，這是在冷模子與被加熱到350℃的擠壓筒接觸之后建立的。這時，模子的最大受熱（約280℃)發(fā)生在模子同擠壓筒直接接觸的部位（點1),而最小受熱發(fā)生在模子內(nèi)部（點4).(2)在擠壓過程中，來自變形坯料的流作用到模子上，此熱流經(jīng)過潤滑墊發(fā)生作用，而潤滑墊的厚度從點1到點3逐漸減小。因此，模子工作圓錐表面的受熱是不均勻的。最大的溫度增加ΔT發(fā)生在圓錐部位到定徑帶的過渡處（點3),此處潤滑劑層最薄。在表面層，該區(qū)域的溫度增加到300℃,而在深度1.5mm處T3為200℃.在點1和點2處，ΔT的數(shù)值不超過20~30℃.因此，模子上最大受熱處是區(qū)域3,該處表面層的溫度達500℃,在深度1.5mm的層面平均溫度為400℃.
試驗時，采用以下材料制作擠壓模具：GW工具鋼、鎳基和難熔金屬為基的耐熱合金。這些材料的強度極限σ,和溫度的關(guān)系示于圖7-42.從圖中可以看出，熱穩(wěn)定性最好的工具鋼3Cr2W8V可以應用在不超過600℃的受熱溫度下，超過該溫度將引起此鋼強度極限的急劇下降。
鎳基耐熱合金在800℃下可以保持足夠高的強度。在加熱到900℃時，這類合金還可以在不超過600MPa的載荷下工作。
鉬基高溫合金表現(xiàn)出強度性能在很寬的溫度范圍內(nèi)的穩(wěn)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。
為了確定圖7-41試驗材料的耐磨性，將其制作成模環(huán)進行試驗。模環(huán)由鉬合金ZrMo-2A和ZrMo-5、高溫合金CrNi5NbWMoCoAl和ЖSi6CoP以及工具鋼3Cr2W8V制成。另外還試驗了硬質(zhì)合金WCo25B模環(huán)。套環(huán)由3Cr2W8V 鋼制成并經(jīng)熱處理，HRC=42~44.各種材料的模環(huán)的硬度列于表7-7中。
模環(huán)以0.08~0.10mm的過盈量被壓入套環(huán)中。以?？字睆降淖兓鳛樵u定模子磨損的標準。采用最佳成分的潤滑劑在擠壓不銹鋼坯料的條件下進行試驗。為了研究模環(huán)在更加嚴酷的工作條件下工作的情況，進行了無潤滑劑擠壓試驗。此時在模子點3部位的受熱溫度達到800~900℃.組合模的試驗表明，在第一批材料擠壓后，鉬合金模環(huán)的過盈量減少，并發(fā)現(xiàn)模孔直徑略有減?。坏谝院蟮臄?shù)次擠壓后，模孔沒有發(fā)生變化，模環(huán)出現(xiàn)破裂，而模環(huán)裂紋的存在卻沒有影響其工作能力。
高溫合金CrNi56WMoCoAl和ЖSi6CoP也發(fā)生了帶有相應的?？字睆讲淮蟮販p小。但此過程沒有伴隨模環(huán)裂紋的形成。
硬質(zhì)合金模環(huán)（WCo25B)工作過程中并不會減小直徑，相應地，尺寸也不會改變，但經(jīng)第一次擠壓后，模環(huán)表面會產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。
鉬合金模環(huán)由于減徑引起的直徑最大減小值為0.25mm,而鎳合金為0.1mm.在隨后的3~5次擠壓時（用潤滑劑），鎳合金模環(huán)孔徑停止減小，而鉬合金模環(huán)仍有減徑，直至10次擠壓后才停止。
為了更加廣泛地試驗鎳基高溫合金模環(huán)的耐磨性，在巴爾金中央黑色冶金科學研究院進行的雙金屬型材的半工業(yè)性生產(chǎn)中，采用帶有CrNi56WMoCoAl合金模環(huán)，經(jīng)受100次以上的擠壓而無明顯的磨損。KSi6CoP合金模環(huán)用于擠壓高溫合金Эи929試驗表明，模環(huán)在擠壓70次以后，實際上模孔尺寸沒有改變。
在擠壓難熔合金坯料時，采用鉬合金ZrMo-2A、ZrMo-5、ZrMoW-70和陶瓷CrSi22模環(huán)。為了防止模環(huán)減徑，模環(huán)要在低于再結(jié)晶溫度下進行預變形。
帶有以上材料模環(huán)的組合模在擠壓鉬和鎢坯料時，加熱溫度為1300℃.ZrMo-2A合金模環(huán)在第一次擠壓后，直徑增加了0.8~1.0mm,當擠壓溫度提高到1500~1600℃時，模環(huán)孔徑增加達2.0mm,即發(fā)生了強烈的熱磨損。帶ZrMo-5合金模環(huán)的組合模顯示出比較高的耐磨性，被用于擠壓加熱到1400℃的鎢坯料，經(jīng)5次擠壓后，模環(huán)的磨損為0.1mm.
ZrMoW-70合金模環(huán)用于擠壓鉬合金坯料時，加熱溫度為1300℃,發(fā)生的模徑減徑量在擠壓3次后為1.1mm.
擠壓難熔合金時，加熱溫度為1300~1700℃,采用裝有22CrSi陶瓷材料模環(huán)的組合模，絕對不會產(chǎn)生模孔尺寸的改變。但此種材料模環(huán)的機械強度不高，經(jīng)常在擠壓周期結(jié)束時，由于橫梁和擠壓筒的碰撞震動而破壞，或當采用石墨墊進行無壓余擠壓時，在金屬從模孔擠出的瞬間，模環(huán)即發(fā)生破壞。表7-8為擠壓難熔金屬坯料時模環(huán)的使用壽命試驗結(jié)果。
