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(guan)組合式擠壓模一般是由模環、模套、喇叭口和模座(zuo)組成。圖(tu)7-28所示為簡裝型組合模。
對于(yu)最容易磨損的(de)部分(fen)（模環），采(cai)用具(ju)有(you)(you)高(gao)耐(nai)熱性和(he)高(gao)耐(nai)磨性的(de)高(gao)合(he)金鋼、耐(nai)熱合(he)金或金屬陶(tao)瓷等(deng)材料制(zhi)成，而對于(yu)套環則采(cai)用具(ju)有(you)(you)高(gao)韌(ren)性和(he)高(gao)強度的(de)鋼制(zhi)作。
將模環裝入套環的方法可(ke)以有兩(liang)種：一種是(shi)緊固配合，另(ling)一種是(shi)無緊固配合。
模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)與套(tao)環(huan)(huan)(huan)的無緊固配合，是借助于(yu)可拆(chai)換(huan)模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)的結(jie)構來實(shi)現，即模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)與套(tao)環(huan)(huan)(huan)的固定(ding)是采用(yong)彈簧剪(jian)切環(huan)(huan)(huan)的緊固方法達到(dao)（圖7-29),在(zai)模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)和套(tao)環(huan)(huan)(huan)的裝配時(shi)錐形連接是必需的。因為錐形連接可以保(bao)證(zheng)模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)從(cong)套(tao)環(huan)(huan)(huan)中順利地取出，以及(ji)避免了在(zai)擠(ji)壓過程(cheng)中由(you)于(yu)徑(jing)向力而引起(qi)的開裂。每次擠(ji)壓后，模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)和壓余一(yi)起(qi)推出，在(zai)專門的壓力機上(shang)容易地把模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)從(cong)壓余上(shang)取下(xia)。并且(qie)，在(zai)擠(ji)壓過程(cheng)中可由(you)10~16個模(mo)(mo)(mo)環(huan)(huan)(huan)組成一(yi)組輪流使用(yong)。
模環和(he)(he)套環的(de)(de)緊固配(pei)合(he)(he)，是采(cai)用(yong)熱(re)(re)(re)壓(ya)配(pei)合(he)(he)的(de)(de)方(fang)法來實現，即將帶有(you)等于其外徑的(de)(de)0.10%~0.15%過盈(ying)量的(de)(de)模環以(yi)熱(re)(re)(re)裝配(pei)的(de)(de)方(fang)式裝入套環內(nei)(nei)（圖7-30),以(yi)一(yi)(yi)定的(de)(de)過盈(ying)量采(cai)用(yong)熱(re)(re)(re)裝配(pei)的(de)(de)方(fang)法壓(ya)裝而成的(de)(de)組合(he)(he)模，在模環的(de)(de)外表面(mian)(mian)和(he)(he)套環的(de)(de)內(nei)(nei)表面(mian)(mian)層之間，存在著一(yi)(yi)定的(de)(de)預應力(li)。擠壓(ya)時，在承受高單(dan)位(wei)壓(ya)力(li)的(de)(de)模環上，從(cong)相反的(de)(de)方(fang)向上施(shi)加預應力(li)，有(you)利于擠壓(ya)制品精度和(he)(he)擠壓(ya)模使用(yong)壽(shou)命的(de)(de)提高。實踐(jian)證(zheng)明，采(cai)用(yong)MTZ合(he)(he)金模環的(de)(de)組合(he)(he)模的(de)(de)使用(yong)成本，要比使用(yong)一(yi)(yi)般(ban)擠壓(ya)模降(jiang)低了30%~40%。
在不銹鋼(gang)管的擠壓中，比較普(pu)遍地(di)采用以(yi)3Cr2W8V熱模(mo)鋼(gang)制成(cheng)的模(mo)環(huan)，其硬度(du)達到40,所必(bi)需的回(hui)火溫(wen)度(du)約為(wei)650~660℃,回(hui)火時間(jian)為(wei)2h。
為了(le)封閉擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒，將擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)模的(de)外圓(yuan)(yuan)錐和擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)筒內襯的(de)相(xiang)應(ying)部(bu)分加工成帶15°~30°傾角的(de)圓(yuan)(yuan)錐形。
對用于較輕擠壓工藝條件下的(de)模(mo)(mo)環(huan)(huan)、套環(huan)(huan)、支承(cheng)環(huan)(huan)等組合模(mo)(mo)的(de)零件和(he)可拆換模(mo)(mo)環(huan)(huan)結構的(de)組合模(mo)(mo)，可以采用45Cr3W3MoVSi和(he)3Cr2W8V鋼來制造，前者(zhe)比后者(zhe)的(de)熱穩定溫度要高出20~30℃.
在(zai)擠壓高變(bian)(bian)形(xing)抗(kang)力的(de)(de)(de)鋼管(guan)(guan)時，需要(yao)采(cai)用(yong)(yong)具(ju)有更高熱穩定(ding)性(xing)能的(de)(de)(de)材料(liao)制造的(de)(de)(de)工(gong)具(ju)。研(yan)究了(le)含W17%~19%、Co 15%的(de)(de)(de)特(te)殊鋼如 X20CrCoWMo1010(德(de)）的(de)(de)(de)熱穩定(ding)溫度達740℃,模(mo)(mo)(mo)子的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)比(bi)3Cr2W8V提高1.0~1.5倍。并且還推廣使(shi)用(yong)(yong)再(zai)結晶溫度下強(qiang)(qiang)化變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)X50NiCrWV1313(德(de)）奧氏(shi)體(ti)鋼制作擠壓工(gong)模(mo)(mo)(mo)具(ju)。航空(kong)工(gong)業及噴氣技術的(de)(de)(de)發展(zhan)，需要(yao)采(cai)用(yong)(yong)特(te)殊的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基熱強(qiang)(qiang)鋼管(guan)(guan)。這種鋼管(guan)(guan)擠壓時，由(you)(you)于(yu)(yu)高的(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)程度引起模(mo)(mo)(mo)環的(de)(de)(de)嚴重磨損，以致于(yu)(yu)1個3Cr2W8V模(mo)(mo)(mo)環只能擠壓1支鋼管(guan)(guan)后就破壞不能再(zai)用(yong)(yong)，且鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)表面質量還不能得到(dao)保證(zheng)。為此，采(cai)用(yong)(yong)了(le)高強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)基合(he)(he)(he)金(jin)模(mo)(mo)(mo)環。其最(zui)合(he)(he)(he)適的(de)(de)(de)硬度HRC為38~43.鎳(nie)(nie)基合(he)(he)(he)金(jin)模(mo)(mo)(mo)環由(you)(you)于(yu)(yu)加(jia)工(gong)困難(nan)，所(suo)以采(cai)用(yong)(yong)精(jing)密澆鑄的(de)(de)(de)方(fang)法先制作毛(mao)坯，再(zai)通過(guo)極小的(de)(de)(de)加(jia)工(gong)余量機加(jia)工(gong)出成品。其合(he)(he)(he)金(jin)牌號(hao)為U86和U919(俄）。采(cai)用(yong)(yong)鈷基合(he)(he)(he)金(jin)制作的(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)環，使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)也很高，但因(yin)成本高、加(jia)工(gong)難(nan)而受(shou)到(dao)限制。
尼科波爾南方鋼管廠在擠壓不銹鋼管及型材時，試驗了采用MTZW合金的模環，獲得了滿意的結果。
MTZW 合(he)金模環(huan)擠壓20號(hao)鋼，延(yan)伸系(xi)數(shu)為(wei)25,模環(huan)壽命為(wei)650次／只(zhi)。在(zai)高(gao)溫(wen)條件(jian)下比(bi)較熱模鋼、鎳基合(he)金和鉬基合(he)金的力學(xue)性(xing)能（圖7-31)表明，隨著溫(wen)度的增高(gao)，合(he)金的性(xing)能產(chan)生(sheng)了復雜的軟化。
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(ji)壓鉬合(he)(he)金制品時，含有氧化鋁陶瓷的(de)材料(liao)22CrSi模環(huan)得到應用，其可以在高達1600~1700℃的(de)坯料(liao)加熱溫度下，擠(ji)壓15支以上(shang)的(de)鉬合(he)(he)金制品，同時，擠(ji)壓制品的(de)高表面質量和幾何尺寸的(de)高精度也(ye)得到保證。
利用(yong)(yong)穩定的(de)二氧化鋯(gao)通過擠壓并(bing)隨后壓縮的(de)方法制造的(de)整體的(de)礦物陶瓷環，由于使(shi)用(yong)(yong)時(shi)排除了玻璃潤滑劑的(de)必要性，而(er)(er)且在(zai)一系列的(de)情況下變形(xing)金(jin)屬不(bu)會黏結在(zai)模環上，具有很高(gao)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命，從而(er)(er)引起了業(ye)界的(de)關注(zhu)。
用(yong)(yong)于擠壓工(gong)模(mo)具(ju)鋼的(de)熱處理制度(du)，應保(bao)證制品最高(gao)的(de)熱穩定性(xing)。為(wei)此，淬火的(de)加熱溫(wen)(wen)度(du)應該取最高(gao)溫(wen)(wen)度(du)，目(mu)的(de)是使固溶體最完全(quan)地合金化。由(you)3Cr2W8V鋼制造的(de)模(mo)環(huan)的(de)淬火溫(wen)(wen)度(du)應提高(gao)到(dao)1150℃(超過1080℃),這樣，當(dang)(dang)擠壓碳(tan)素鋼管(guan)(guan)時(shi)，其使用(yong)(yong)壽命(ming)提高(gao)了10%~15%.當(dang)(dang)擠壓長7~8m的(de)碳(tan)素鋼管(guan)(guan)時(shi)，平(ping)均(jun)使用(yong)(yong)壽命(ming)約(yue)(yue)為(wei)35~40支(zhi)／只；當(dang)(dang)擠壓不銹鋼管(guan)(guan)時(shi)，使用(yong)(yong)壽命(ming)平(ping)均(jun)約(yue)(yue)為(wei)20~25支(zhi)／只。通常模(mo)環(huan)重(zhong)車使用(yong)(yong)率可以達到(dao)2~3倍。
采用(yong)Эи876A和Эи929M合(he)金(jin)（俄）制造的模環的使用(yong)壽命，當(dang)(dang)擠壓(ya)鎳基(ji)合(he)金(jin)管時約為10~15支(zhi)／只，而當(dang)(dang)擠壓(ya)難熔合(he)金(jin)管時約為2~3支(zhi)／只。
模環的制造方法：一(yi)般的圓孔(kong)(kong)環最(zui)經濟(ji)的方法應是(shi)整體坯料的離(li)心澆鑄(zhu)，對型孔(kong)(kong)環采用蠟(la)模精密鑄(zhu)造。在(zai)這種情況(kuang)下，機械加工量最(zui)低，并且廢(fei)料可以(yi)多次(ci)利用。
應該(gai)指出，采(cai)用蠟(la)模(mo)鑄(zhu)造(zao)型材模(mo)環(huan)時，允許型孔（模(mo)芯）不留余量。因(yin)此，應在防(fang)止脫碳和氧(yang)化的條件下進(jin)行熱處理(li)。
潤滑(hua)劑的(de)質量對模環的(de)使用壽命(ming)有重要的(de)影響，擠壓時(shi)應采用摩擦系數最小、不會(hui)造成不銹鋼管和工(gong)具直接接觸的(de)潤滑(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(dui)于制(zhi)造模環(huan)所采(cai)用材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)分(fen)析指出(chu)：材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)趨(qu)向于多元化(hua)，其(qi)目的(de)(de)(de)是力求提高(gao)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)熱穩定性，并以(yi)此提高(gao)其(qi)耐熱磨性；但同時(shi)應估(gu)計到，不適當地(di)降(jiang)低(di)導(dao)熱性（鉬合金除外）會惡(e)化(hua)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)工藝(yi)性能(neng)和加工性能(neng)。導(dao)熱性的(de)(de)(de)降(jiang)低(di)將促使金屬模環(huan)接觸(chu)表面(mian)層(ceng)受熱溫(wen)度的(de)(de)(de)升高(gao)和減少由高(gao)合金所得到的(de)(de)(de)好處(chu)，為(wei)此，當必須得到一定的(de)(de)(de)表面(mian)質量和很(hen)長的(de)(de)(de)擠壓產品時(shi)，采(cai)用高(gao)合金鋼和合金模環(huan)是合算的(de)(de)(de)。
