一、工模具工作表面的磨損

由于不銹鋼管熱擠壓時(shí)，參與金屬變形的模具工作表面承受高溫坯料的強(qiáng)烈摩擦，并作用有極大的單位壓力，致使模具表面造成磨損。磨損的特點(diǎn)如下：

1. 模具的邊緣部分要比其他部分受到更強(qiáng)烈的加熱和磨損，在高的擠壓力的作用下，引起迅速磨損，或?qū)⒗饩壊糠謮核?，并改變其尺寸?/span>

2. 模具表面在強(qiáng)烈的機(jī)械負(fù)荷和高溫?zé)嵝?yīng)的共同作用下，導(dǎo)致模具表面層金屬的變形，并引起氧化。在氧化磨損的情況下，鋼的耐磨性取決于磨損時(shí)金屬的塑性變形能力、氧化速度以及氧化鐵皮（氧化膜）的性質(zhì)。

3. 在熱磨損的情況下，模具部分金屬軟化，與被擠壓金屬接觸咬合揉皺或熔化，導(dǎo)致模具表面的破壞。在此類磨損形式下，金屬的耐磨性主要取決于摩擦溫度、材料的耐熱性以及金屬對(duì)接觸咬合的敏感性。

二、工模具工作表面的裂紋

不銹鋼管擠壓工模具表面的網(wǎng)狀裂紋（也稱熱裂紋），是由于周期性變化的加熱和冷卻，在金屬中產(chǎn)生熱應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力所致。這種裂紋的產(chǎn)生原因如下：

 1. 工模具與加熱的坯料接觸，將模具表面加熱到高溫，隨后又快速冷卻，導(dǎo)致在模具材料內(nèi)產(chǎn)生周期性交替膨脹和壓縮的正／負(fù)熱應(yīng)力，久而久之引起金屬的熱疲勞，從而在模具表面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。

 2. 當(dāng)模具表面的金屬被加熱到臨界點(diǎn)以上時(shí)，在金屬中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力--組織應(yīng)力，同時(shí)導(dǎo)致網(wǎng)狀裂紋的產(chǎn)生。

 3. 模具材料由于相變而產(chǎn)生體積變化，導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力的共同作用下，形成了表面的網(wǎng)狀熱裂紋。模具表面網(wǎng)狀熱裂紋逐漸擴(kuò)大，并在擠壓時(shí)又不斷地被金屬所充填，導(dǎo)致了擠壓模具的破壞。

 4. 必須指出，鎢鋼、鉻一碳鋼和鉬合金鋼形成熱裂紋的傾向性比較小，這是由于這類鋼具有較高的耐熱性，良好的疲勞強(qiáng)度和最小的塑性變形，從而提高了擠壓模具的使用壽命。

三、工模具的脆性破壞

在多數(shù)情況下，不銹鋼管擠壓工模具的脆性破壞與存在尖銳的過渡斷面有關(guān)。其原因是：

1. 在快速交替的加熱與冷卻的情況下，尖銳的過渡斷面將成為應(yīng)力集中的“策源地”。局部應(yīng)力集中連同沖擊性的外加負(fù)荷的數(shù)值，往往要超過工模具材料的強(qiáng)度極限，從而導(dǎo)致工模具的脆性破壞。

2. 擠壓工模具的脆性破壞，尤其是大斷面的工模具的脆性破壞，往往是由于工模具用水冷卻的結(jié)果。

四、擠壓工模具的塑性破壞-擠壓筒和套筒的彈一塑性變形

 在強(qiáng)化工作的條件下內(nèi)套筒的內(nèi)表面金屬被壓入模座的閉鎖區(qū)。擠壓時(shí)，內(nèi)套筒逐漸被擠出（外圓被鐓粗）。換擠壓筒時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)擠壓筒內(nèi)部配合擴(kuò)大。因此，為確定熱裝的公盈量，采用內(nèi)徑規(guī)測(cè)量中套或擠壓筒內(nèi)孔。擠壓筒一套筒的殘余變形會(huì)導(dǎo)致其塑性破壞。

 設(shè)計(jì)擠壓筒時(shí)，通過分析擠壓簡(jiǎn)的工況條件，可以確定擠壓筒內(nèi)套筒中的內(nèi)壓力值。在這個(gè)內(nèi)壓力的作用下，擠壓筒可能發(fā)生彈一塑性變形。

 擠壓筒一套筒系統(tǒng)可能有三種變形狀態(tài)：彈性變形狀態(tài)，彈一塑性變形狀態(tài)和塑性變形狀態(tài)。可以通過計(jì)算塑性半徑值判別其屬于何種變形狀態(tài)。

 在擠壓筒和套筒的半徑尺寸已定的情況下，可以根據(jù)擠壓筒和套筒的材料，按照M.R.Horme公式確定其各個(gè)區(qū)域的內(nèi)應(yīng)力。求出塑性半徑值取決于套筒熱裝入擠壓筒時(shí)的實(shí)際公盈值。

 上述擠壓簡(jiǎn)一套筒系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果，給出了應(yīng)力沿?cái)D壓簡(jiǎn)斷面分布的完整概念。在設(shè)計(jì)擠壓筒時(shí)，應(yīng)進(jìn)行這項(xiàng)工作。