模具是鋁型材擠壓成型的關(guān)鍵工具，在型材擠壓過程中模具需要承受高溫、高壓、高摩擦，在長(zhǎng)期使用過程中就會(huì)造成模具磨損、塑性變形、疲勞破壞，嚴(yán)重情況下有可能導(dǎo)致模具斷裂，以上現(xiàn)象就是導(dǎo)致工模具失效的幾種形式和損壞的原因；

1.磨損

磨損是導(dǎo)致工模具失效的主要形式，會(huì)造成鋁型材尺寸超差，表面質(zhì)量下降；引發(fā)工模具磨損的主要因素包括高溫、高粘結(jié)性和高流動(dòng)速度，分為跑合、穩(wěn)定磨損和急劇磨損三個(gè)階段；

鋁型材擠壓過程中經(jīng)常出現(xiàn)的磨損方式為熱疲勞磨損和機(jī)械磨損，此外還伴隨著腐蝕磨損和磨料磨損等；

根據(jù)受力狀態(tài)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，擠壓模具的磨損可分為壓應(yīng)力磨損和切應(yīng)力磨損；壓應(yīng)力磨損發(fā)生在模具與型材坯料相互接觸又基本不出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦的情況下；切應(yīng)力磨損屬于滑動(dòng)磨損，也稱之為擦傷，是型材擠壓模具中最常見的一種磨損形式；滑動(dòng)磨損在不同壓力作用下能將模具表面一定厚度的材料抓傷、轉(zhuǎn)移，磨損產(chǎn)物成為進(jìn)一步磨損的磨料；滑動(dòng)磨損使模具不斷出現(xiàn)新的表面，促進(jìn)了表面的腐蝕，加速模具的損耗；有時(shí)滑動(dòng)磨損還在模具表面的不同部位利用模具材料和模具表面狀態(tài)的不均勻性有選擇地磨損；

此外，鋁型材磨具表面承受反復(fù)加熱、冷卻的溫差變化，在表面產(chǎn)生拉、壓的交變熱應(yīng)力，同時(shí)顯微組織也發(fā)生不同程度的轉(zhuǎn)變，在這種聯(lián)合作用下，材料發(fā)生磨損和表面塑性變形，并進(jìn)而產(chǎn)生熱疲勞磨損；熱疲勞磨損的破壞過程包括摩擦表面的擦傷、粘著、塑性變形、擴(kuò)散磨損和熱疲勞裂紋；

2. 塑性變形

由于熱模具與高溫、高壓、高摩擦的金屬接觸，模具表面溫度升高產(chǎn)生軟化現(xiàn)象，在相當(dāng)高的沖擊載荷狀態(tài)下，會(huì)發(fā)生大量塑性變形；在磨損不大，也未出現(xiàn)裂紋的情況下，因不能保證鋁型材的尺寸精度而失效；

3. 疲勞破壞

熱疲勞裂紋是模具失效的最常見的形式之一；熱疲勞理論認(rèn)為，當(dāng)加熱后的鋁棒與模具表面接觸時(shí)，鋁棒表面溫度升高速度遠(yuǎn)高于內(nèi)部溫度，表面因膨脹而產(chǎn)生壓應(yīng)力；同時(shí)模具表面因濕度升高而使屈服強(qiáng)度下降；當(dāng)壓應(yīng)力的增高超過相應(yīng)溫度下表面金屬的屈服強(qiáng)度時(shí)，表面出現(xiàn)塑性的壓縮應(yīng)變；當(dāng)型材離開模具表面溫度下降，但型材內(nèi)部仍保持較高的溫度時(shí)，就會(huì)形成拉伸應(yīng)變；同樣，當(dāng)拉伸應(yīng)力的增加超過型材表面的屈服強(qiáng)度時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)塑性的拉伸應(yīng)變；當(dāng)模具局部應(yīng)變超過彈性極限并進(jìn)入塑性應(yīng)變區(qū)域時(shí)，微小塑性應(yīng)變的逐漸積累可能形成疲勞裂紋；因此，為防止或減少模具的疲勞破壞，應(yīng)選擇合適的材料和采用適宜的熱處理制度，同時(shí)應(yīng)注意改善模具的使用環(huán)境；

4. 裂紋

鋁型材模具常見斷裂形式包括平面模和分流組合模的下模沿型孔尖角處裂開、模芯橫斷、縱裂、分流橋彎斷等；模具的斷裂又分為脆性斷裂、韌性斷裂和疲勞斷裂；脆性斷裂的斷口光滑，無明顯的宏觀塑性變形；產(chǎn)生的原因主要由于材料本身較脆或內(nèi)部有缺陷所引起；韌性斷裂斷口無光澤，呈灰暗色纖維狀，斷裂前會(huì)發(fā)生塑性變形；產(chǎn)生韌性斷裂的主要原因包括材料過軟或工作溫度過高，悶車時(shí)間過長(zhǎng)，或承受的負(fù)荷過大等；疲勞裂紋主要表現(xiàn)在鋁型材模具表面出現(xiàn)龜裂，然后聚集擴(kuò)散形成斷裂，而引發(fā)疲勞斷裂的主要原因是由于反復(fù)拉壓應(yīng)力和不斷變化的熱應(yīng)力所引起；