高合金鋼、鎳基耐熱合金、鑄態(tài)鉬合金、燒結(jié)鉬鋯合金和難熔金屬等都屬于低塑性難變形材料，在大多數(shù)情況下，甚至在采用擠壓工藝加工時(shí)，也顯得可塑性不足。在擠壓這類材料時(shí)，金屬的連續(xù)性容易遭到破壞。由于引起金屬層不均勻的流動(dòng)而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，同時(shí)金屬與模具接觸層的溫度比較低，擠壓模與擠壓芯棒的間隙分布相對于空心坯壁厚的不對稱，導(dǎo)致金屬流動(dòng)不對稱。金屬流動(dòng)最不均勻的位置是擠壓管的內(nèi)外表面，因此，在擠壓管內(nèi)表面產(chǎn)生缺陷的可能性最大，而外表面則有材料連續(xù)性被破壞的危險(xiǎn)。
一、提高材料可塑性
材料的可塑性降低，導(dǎo)致擠壓鋼管表面產(chǎn)生缺陷的可能性增加。坯料表面的接觸摩擦不均勻，引起鋼管圓周金屬流動(dòng)的不均勻。為了防止擠壓制品產(chǎn)生缺陷，均勻地涂敷玻璃潤滑劑顯得十分重要。除此之外，對于低塑性難變形材料的擠壓，還可以采取以下工藝措施來提高材料的可塑性，防止擠壓材料連續(xù)性的破壞：
1. 包塑性包套
在坯料的內(nèi)表面上包一層塑性金屬，從而在擠壓變形時(shí)，在塑性包套內(nèi)承受著最大的拉應(yīng)力。當(dāng)被擠壓金屬的可塑性比較低時(shí)，塑性包套包在外表面。包塑性包套有幾種方法：a. 套管與坯料用簡單的機(jī)械結(jié)合，這種方法最簡單；b. 電解涂層；c. 離心鑄造等。在擠壓鎳合金管（如Ni36GrTiAIMo合金管）時(shí)，采用第一種方法包塑性包套，擠壓出的鎳合金管的內(nèi)表面質(zhì)量如圖5-4所示。
在擠壓鎳合金時(shí)，用321不銹鋼制作坯料內(nèi)表面的塑性保護(hù)套。保護(hù)套的厚度與延伸系數(shù)有關(guān)，擠壓后塑性層壁厚為0.8~1.0mm.在擠壓Ni38CrTiAlMo5 合金管時(shí)，采用3.5mm的碳鋼內(nèi)套，用電焊將碳鋼管焊接在坯料上。
2. 采用帶錐度的擠壓芯棒
在擠壓高強(qiáng)度合金時(shí)，由于高強(qiáng)度合金的最大變形力很大，為了減小變形力，采用端部帶錐度的擠壓芯棒。
3. 坯料前端焊接碳鋼墊片
擠壓高強(qiáng)度鎳合金管時(shí)，將碳鋼制成50mm厚的墊片，并將其焊接在坯料前端。這樣可以降低開始擠壓時(shí)最大壓力的峰值，擠壓完成后碳鋼墊片會形成擠壓管的前端。
4. 坯料后端焊接塑性墊片
為了充分利用貴金屬，并使擠壓后擠壓管與壓余容易分離，在個(gè)別情況下可將塑性墊片焊接在坯料的后端，墊片的厚度應(yīng)該是使其完全成為壓余的厚度。
5. 用反擠壓法提高材料的塑性
在變形條件下，當(dāng)變形區(qū)內(nèi)建立起推力時(shí)，工作液體的靜壓力可以增高到金屬材料屈服極限的5~6倍，因而甚至可成功擠壓易碎的材料，如粉末冶金的坯料、灰口鐵等。
6. 建立“反壓力”
在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，用低塑性合金擠壓管子時(shí)，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(shí)，工作液體的靜壓力僅提高到（1.5~1.8)σb。
7. 降低坯料加熱溫度
當(dāng)擠壓管有一層易碎材料的雙金屬管或雙層管時(shí)，為了提高變形區(qū)內(nèi)工作液體的靜壓力，可采用降低坯料加熱溫度的方法。在這種情況下，易碎層的可塑性顯著提高，防止了裂紋的產(chǎn)生。
8. 采用帶圓錐孔型的模具
俄羅斯巴爾金中央黑色冶金科學(xué)研究院在拼壓不銹鋼、鎳基高溫合金和難熔金屬時(shí)，采用帶圓錐孔型的模子進(jìn)行試驗(yàn)，其最小的擠壓力是發(fā)生在采用的擠壓模喇叭口入口角度2am=90°~120°的情況下，擠壓模的進(jìn)口喇叭口入口角在90°~120°間上下波動(dòng)，都會使擠壓力平均增加10%~15%。
9. 采用鉬合金“可拆換環(huán)”的組合結(jié)構(gòu)擠壓模
組合模由模盒、模環(huán)、彈簧組成，為了提高擠壓過程的穩(wěn)定性，模環(huán)可采用鉬合金（MTZ)制作。擠壓操作時(shí)，可由10~16個(gè)鉬合金環(huán)組成的擠壓模輪流作業(yè)，由于模盒與模環(huán)借助于彈簧固定，可以方便地裝卸。
二、特殊結(jié)構(gòu)組合擠壓模的使用
為了確保玻璃潤滑劑的連續(xù)供給，保護(hù)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(xué)研究院專門針對鎳基高溫合金和難熔金屬的擠壓設(shè)計(jì)了具有特殊結(jié)構(gòu)的組合擠壓模，其結(jié)構(gòu)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(huán)高度為h1,角度為α1,定徑孔直徑為2r1;內(nèi)環(huán)高度為h2,錐角為α2,定徑孔直徑2r2<2r1.在該模子中，變形區(qū)的側(cè)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(gòu)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(gè)壓縮錐BC,其角度為αk為：
式（5-1)包含了設(shè)計(jì)擠壓模孔型時(shí)的全部要素尺寸。
改變第一和第二個(gè)圓錐之間的延伸系數(shù)的比值、角度α1和α2以及內(nèi)部嵌入物的輪廓尺寸，可以得到不同定徑帶的配合，且同時(shí)并不超過模子的基本尺寸（高度h1).在r1=Rk時(shí)，可得到由母線AC和角度αoδ所成的圓錐模子定徑帶；在r1=r2時(shí)，在模子中產(chǎn)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αoδ~0°范圍變化。
將粉末狀玻璃潤滑劑，附加黏結(jié)劑（水玻璃、紙漿廢液等）的混合物裝入組合模干燥后使用。
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(fù)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(qū)的玻璃潤滑劑可形成連續(xù)的玻璃膜，保證金屬在流體動(dòng)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(jié)構(gòu)組合模的應(yīng)用實(shí)踐表明，單從模子的使用壽命來考慮，新型結(jié)構(gòu)組合模的使用壽命是圓錐模的數(shù)倍。
擠壓含硼的不銹鋼產(chǎn)品時(shí)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品縱向和橫向上的力學(xué)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。
為了避免擠壓產(chǎn)品出現(xiàn)性能的各向異性，擠壓時(shí)強(qiáng)迫產(chǎn)品在成形過程中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，造成擠壓產(chǎn)品性能各向異性的相組織條紋線呈螺旋形布置。在模子錐形部分刻成螺旋形的凹線，而在模子的圓柱帶無這種凹槽。擠壓時(shí)，產(chǎn)品依靠這種專門的模子旋轉(zhuǎn)，完成附加相的螺旋形分布，擠壓出的鋼管仍具有光滑外表面。在采用帶凹線入口錐形模擠壓，含硼產(chǎn)品力學(xué)性能的各向異性明顯下降。
