鋁型材生產(chǎn)中會(huì )因模具的沖擊破裂、塑性變形、粘附及過(guò)早的磨損和熱裂、細頸或拉斷、壓彎等現象出現模具早期失效，也會(huì )由于技術(shù)問(wèn)題、氮化問(wèn)題等造成模具損壞，同時(shí)還會(huì )因模具問(wèn)題而造成壓堵、間隙、擴、并口等故障，但鋁型材擠壓模的失效主要表現為磨損、開(kāi)裂、變形三種正常失效方式。  

鴻發(fā)模具倉庫

（1）磨損失效

鋁型材 在擠壓過(guò)程中是通過(guò)沒(méi)有潤滑加工的高溫高壓下的擠壓材料碰上模具型腔的開(kāi)口部分，一面與定徑帶平面直接接觸，一面滑動(dòng)，從而產(chǎn)生很大的摩擦力，使型腔表面和定徑帶表面受到磨損而失效。

　　同時(shí)模具在摩擦過(guò)程中，模具工作表面上粘附了一些坯料金屬使得模具的幾何形狀發(fā)生變化而不能使用，也視為磨損失效，其表現形式為刃口鈍化、棱角變圓、平面下陷、表面溝痕、剝落、粘模等。

磨損失效的根本原因是摩擦。模具磨損的具體形式與摩擦過(guò)程的速度等諸多因素有關(guān)，如模具材料和鋁型材坯料的化學(xué)成分及機械性能、模具和坯料的表面粗糙度等以及擠壓過(guò)程中的壓力、溫度、速度等有關(guān)系。鋁擠壓模具的磨損主要是熱磨損，熱磨損是摩擦時(shí)，金屬表面因溫度升高而軟化和模具型腔表面發(fā)生互相咬合所造成的，模具型腔表面高溫軟化后，其耐磨性降低。熱磨損過(guò)程十分復雜，顯然溫度是影響熱磨損的主要因素，溫度愈高，熱磨損愈嚴重。

（2）開(kāi)裂失效

　　在實(shí)際生產(chǎn)中裂紋分布在模具的某些部位，它經(jīng)過(guò)一定的服役期，萌生細小的裂紋，并逐漸向縱深擴展，裂紋擴展到一定尺寸后，將嚴重削弱模具的承載能力而引起斷裂，或在原熱處理和加工制造模具時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生微裂紋，使模具在服役中容易擴展從而發(fā)生早期裂紋。

失效原因在設計方面主要是模具強度設計及過(guò)渡處圓角半徑的選擇；制造方面主要是材質(zhì)的預檢和加工時(shí)表面粗糙度及加損傷方面的注意，以及熱處理和表面處理質(zhì)量的影響。在使用中主要注意模具預熱、擠壓比及錠坯溫度的掌握以及擠壓速度和金屬變形流動(dòng)的控制。

 （3）變形失效

　　變形失效就是模具在使用中出現懸臂偏心、下陷，分流模上模在使用中出現的舌頭偏心及下模出現的型腔塌陷、型孔脹大、棱角倒塌等失效形式，主要原因有材料強度不高；或模具材料雖選擇正確，但熱處理工藝不正確，未充分發(fā)揮模具鋼的強韌性；或分流模設計不當，使流速不均，造成對舌頭的側向力不均而產(chǎn)生偏心；還有就是分流模雖設計正確，但加工制造水平不高，使進(jìn)入各分流孔的流速不均，造成側向力不同而導致偏心。

 提高鋁擠壓模壽命有以下5個(gè)措施：

     影響鋁擠壓模壽命的因素很多，除了模具的結構設計與強度較核、模具材料、冷熱加工與電加工工藝、熱處理與表面處理工藝等內在因素的影響外，還有擠壓工藝與使用條件、模具維護與修理、擠壓鋁型材材料特性與形狀、規格以及模具科學(xué)的管理等外在因素有關(guān)。

 同時(shí)，影響的因素不是單一的，而是一個(gè)復雜多因素的綜合性問(wèn)題。

（1）合理選擇模具材料

       鋁型材擠壓模具是在高溫高壓下作業(yè)，并承受周期載荷的作用，工作條件和環(huán)境十分惡劣，因此對模具鋼的性能要求相當高，制造模具的材料應具有良好的熱穩定性、熱疲勞性、熱耐磨性和足夠的韌性。

       目前國內常采用模具材料是4Cr5MoSiV1H13鋼和3Cr2W8V鋼，但近年來(lái)由于3Cr2W8V鋼的韌性低，抗疲勞強度不好，即便采用高溫淬火等工藝處理措施也不能滿(mǎn)足要求，模具的早期失效比較嚴重，新型鋼種4Cr5MoSiV1H13鋼具有良好的淬透性、熱強性、耐磨性和塑性，較高的沖擊韌性、抗冷熱疲勞性，熱處理變形小，抗裂紋擴展性好，能改善 擠壓型材的表面粗糙度，易修模以及良好的高溫綜合性能和組織中含有較多的Cr、Mo元素，氮化處理時(shí)能生成豐富穩定的氮化物并彌散分布等突出特點(diǎn)，因此逐漸取代了Cr2W8V鋼，成為擠壓模具理想材料，實(shí)踐數據也證明：用4Cr5MoSiV1鋼和3Cr2W8V鋼制造同種模具，4Cr5MoSiV1的壽命比3Cr2W8V的壽命高3～5倍1，已成為標準模具用材。

       當然模具材料的選擇也是一個(gè)很復雜的問(wèn)題，涉及面很廣，只有將研制新材料、提高材料本身質(zhì)量與研究新型熱處理工藝和表面強化處理工藝有機結合起來(lái)，才是提高壽命的有效途徑。

（2）合理設計模具

 　　模具設計的合理得當，是延長(cháng)其使用壽命的重要環(huán)節。正確設計的模具結構，應保證在正常的使用條件下沒(méi)有產(chǎn)生沖擊破裂和應力集中的可能，因此，在設計模具時(shí)應盡量使各部分受力均勻，注意避免尖角、內凹角、壁厚差懸殊、扁寬薄壁截面等，以免產(chǎn)生過(guò)大的應力集中，引起熱處理變形、開(kāi)裂和使用過(guò)程中脆性破裂或早期熱裂。

       同時(shí)標準化設計有利于模具的互換、保管和維修。總的說(shuō)來(lái)，合理的模具結構設計和可靠的強度較核，還有不斷革新模具設計理論和方法，采用電子計算機輔助設計等是改進(jìn)擠壓模具設計和提高使用壽命的主要途徑。

（3）提高熱處理和表面處理質(zhì)量

　　擠壓模具的使用壽命很大程度上取決于熱處理質(zhì)量，因此，高效的熱處理方法和熱處理工藝以及強韌化處理和表面強化處理對提高模具使用壽命尤為重要，同時(shí)，嚴格控制熱處理和表面強化工藝，防止熱處理缺陷，調整淬火與回火工藝參數，增加預處理、穩定化處理和回火次數，注意溫控、升溫和冷卻強度，使用新型淬火介質(zhì)以及研究強韌化處理、各種表面強化處理等新工藝、新設備，都有利于模具使用壽命的提高。

（4）提高模具制造中的加工質(zhì)量

在模具的加工過(guò)程中，常見(jiàn)的加工方法有機械加工、線(xiàn)切割加工、放電加工等。機械加工是模具加工過(guò)程中不可缺少的重要工序，它不但改變模具的外觀(guān)尺寸，而且直接影響型材的質(zhì)量及模具使用壽命；線(xiàn)切割加工模孔是模具加工中廣泛使用的工藝方法，它提高了加工效率和加工精度，但也帶來(lái)了一些特殊問(wèn)題，如經(jīng)線(xiàn)切割加工的模具，如不經(jīng)過(guò)回火處理而直接用于生產(chǎn)，易產(chǎn)生掉渣、剝落等現象，將降低模具的使用壽命。

　　因此對線(xiàn)切割后的模具進(jìn)行充分回火能改善表面拉應力狀態(tài)，降低殘余應力，提高模具使用壽命。應力集中是模具斷裂的主要原因，在圖紙設計允許的范圍內，線(xiàn)切割絲直徑越大越好，這不僅有利于提高加工效率，也可大大改善應力的分布狀態(tài)，防止應力集中的發(fā)生；放電加工是由放電時(shí)所產(chǎn)生的材料汽化、熔融和加工液蒸發(fā)現象的疊加作用所進(jìn)行的一種電腐蝕加工。

　　帶來(lái)的問(wèn)題是由于加熱、冷卻的熱作用和加工液的電化學(xué)作用，在加工部位形成變質(zhì)層產(chǎn)生應變和應力，在加工液為油的情況下，因油的燃燒而分解出的碳原子向被加工面擴散、滲碳，變質(zhì)層在熱應力提高的同時(shí)，因脆硬而易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)構成殘余應力而依附在工件上，這將造成疲勞強度降低，加速斷裂、應力腐蝕等現象。因此在加工過(guò)程中，應盡量防止上述問(wèn)題的產(chǎn)生，提高加工質(zhì)量。

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