據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，由于鋁型材擠壓模具的早期失效和使用壽命低每年會(huì)造成大量的資金浪費(fèi)，因此，世界各國(guó)十分重視和關(guān)注，紛紛撥出專款，組織專家對(duì)擠壓模具的失效問(wèn)題進(jìn)行跟蹤觀察、調(diào)查分析、統(tǒng)計(jì)歸類(lèi)，研究各種失效形式產(chǎn)生的具體原因和理論機(jī)制，進(jìn)而尋求防止出現(xiàn)早期失效的技術(shù)措施和提高模具使用壽命的途徑；早在20世紀(jì)80年代就有相關(guān)人員對(duì)鋁型材擠壓模具的失效、使用壽命、裂紋與磨損、破壞的熱力學(xué)、失效機(jī)理、提高模具壽命的途徑等問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究，并發(fā)表了不少很有價(jià)值的論文或?qū)Ｖ贿M(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，各國(guó)科學(xué)家利用現(xiàn)代科學(xué)的巨大成就，如電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、有限元等數(shù)值模擬與物理模擬技術(shù)、電子顯微鏡技術(shù)、斷裂力學(xué)、熱磨損熱疲勞模擬技術(shù)、現(xiàn)代表面技術(shù)等方面的研究成果與先進(jìn)技術(shù)對(duì)鋁型材擠壓模具的失效和壽命問(wèn)題進(jìn)行了更深入廣泛更有實(shí)用價(jià)值的研究，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，他們的主要研究成果簡(jiǎn)單歸納如下；

（1）對(duì)鋁型材擠壓模具早期失效與使用壽命的基本概念和定義更加清晰明確和科學(xué)化

鋁擠壓型材的形狀十分復(fù)雜，產(chǎn)品規(guī)格范圍有十分廣，就壽命而言，很難采用一般使用的某個(gè)數(shù)值來(lái)衡量；相關(guān)學(xué)者最近提出，采用該模具一直到報(bào)廢（最終失效）時(shí)所擠壓的產(chǎn)品總長(zhǎng)度來(lái)表示是比較科學(xué)的；可見(jiàn)，鋁型材擠壓模具的使用壽命、早期失效與失效之間既有聯(lián)系又有區(qū)別；

（2）失效類(lèi)型的調(diào)查與分類(lèi)

為了深入研究擠壓模具的失效問(wèn)題，各國(guó)學(xué)者對(duì)現(xiàn)場(chǎng)服役的模具進(jìn)行了廣泛的調(diào)研；結(jié)果表明，鋁型材擠壓模具的具體失效形式很多，不下幾十種，但歸納起來(lái)不外是以下三種基本形式：

1）不可逆變形；局部壓塌、壓陷、鐓粗、彎曲、拉細(xì)、擴(kuò)口、并口、組合模模芯偏斜等均屬于這種形式；在鋁型材擠壓模具失效中比例不大；

2）裂紋；龜裂、微裂、角裂、斷裂、指甲裂、折斷、環(huán)形裂紋、熱裂紋等均屬于這種形式；在平模中以角裂為常見(jiàn)；在分流組合模中以舌頭和模橋相交部分的向內(nèi)、向外擴(kuò)展的裂紋及環(huán)向裂紋為多見(jiàn)；

3）磨損；是鋁型材擠壓模具失效的主要形式，它常以磨蝕、拉毛進(jìn)而產(chǎn)生溝槽形式出現(xiàn)；

（3）失效原因及機(jī)理研究

要使模具達(dá)到滿意的使用壽命并防止早期失效，必須嚴(yán)格滿足下列條件，這些條件多數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的；

1）設(shè)計(jì)要兼顧模具的材料選擇和預(yù)定的加工工藝過(guò)程；

2）材料選擇要適合設(shè)計(jì)要求和加工工藝；

3）熱處理工藝要與設(shè)計(jì)和材料相適應(yīng)；

4）表面硬化處理和其它特殊處理的控制；

5）磨削和其它精加工的控制；

6）模具在擠壓機(jī)上的安裝調(diào)試條件，特別是同心度的控制；

7）擠壓工藝條件，如溫度-速度條件，潤(rùn)滑與摩擦條件，應(yīng)力-應(yīng)變條件等的控制；

大多數(shù)研究成果指出，設(shè)計(jì)不合理的工模具熱處理時(shí)可能開(kāi)裂，其使用壽命為零，或者在擠壓生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)早失效，只達(dá)到所預(yù)期壽命的一部分；最常見(jiàn)的導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗的兩個(gè)因素是：尖角設(shè)計(jì)不當(dāng)和截面變化過(guò)大，模具材料的選擇總是很難同時(shí)顧及到高的高溫強(qiáng)度、耐磨性和韌性；機(jī)械加工和電加工過(guò)程中往往由于加工尺寸與圖紙尺寸不符，保留有尖角或不適當(dāng)?shù)膱A角半徑；粗加工切削中產(chǎn)生深入表面內(nèi)部的裂紋，造成應(yīng)力集中的尖角；未能充分且均勻去除軟的脫碳層；電加工造成表面脆化等原因引起模具過(guò)早失效；熱處理不當(dāng)是擠壓模具失效的最重要原因；一方面是熱處理工藝制訂不合理；另一方面是熱處理過(guò)程操作失誤或熱處理設(shè)備與有關(guān)儀表控制失靈，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致模具變形，容易磨損或破裂；表面硬化處理是延遲模具失效的重要措施；不當(dāng)?shù)谋砻嫣幚矸炊斐杀砻娲嗷④浕蚋g，縮短使用壽命；磨削的失誤主要表現(xiàn)在：由于磨削速度過(guò)快而引起模具表面過(guò)燒；用鈍的或舊的砂輪磨削；使用磨粒尺寸不當(dāng)?shù)纳拜喣ハ鳎褂貌缓线m的冷卻劑等；磨削不當(dāng)會(huì)損傷模具表面，甚至產(chǎn)生磨削裂紋；鋁型材擠壓過(guò)程中的突然過(guò)載，沖擊載荷、過(guò)分的應(yīng)力集中、激冷激熱、流速不均、潤(rùn)滑不合理、未對(duì)準(zhǔn)中心等都會(huì)引起模具過(guò)早的失效；

相關(guān)人員不僅要找到模具的具體失效原因，而且要深入研究模具失效的機(jī)理；目前，已總結(jié)出一套研究鋁型材擠壓模具失效程序，一般采取如下的步驟；

（1）調(diào)研完整的設(shè)計(jì)制造過(guò)程的歷史；

（2）調(diào)研擠壓模具整個(gè)擠壓加工的歷史；

（3）用火花鑒別和化學(xué)分析法驗(yàn)證化學(xué)成分；

（4）進(jìn)行裂紋或斷口宏觀檢驗(yàn)，較容易查明失效特征明顯的熱裂紋、磨裂、指甲裂、斷裂和疲勞裂紋；在斷口上的回火顏色和氧化皮可指出裂紋源；模糊不清的情況；用電子顯微鏡檢驗(yàn)斷口組織可以顯示裂紋源；與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)定斷口晶粒尺寸；

（5）用磁粉或超聲波探傷，探測(cè)鋼的純凈度或裂紋擴(kuò)展，冷浸酸也是有益的揭示法；

（6）進(jìn)行全面的顯微組織檢查，包括均勻性、晶粒度、脫碳、增碳和判定殘留奧氏體的級(jí)別；

（7）測(cè)定原始狀態(tài)和處理以后的硬度；

（8）必要時(shí)可進(jìn)行力學(xué)性能、斷裂韌性Kjc、熱疲勞抗力和高溫磨損測(cè)試，進(jìn)一步確定模具的失效機(jī)理；

（9）防止早期失效與提高使用壽命的措施；在以上研究分析的基礎(chǔ)上，各國(guó)學(xué)者針對(duì)各種失效形式產(chǎn)生原因和機(jī)制研究開(kāi)發(fā)了許多有價(jià)值的提高模具壽命或延遲失效的方法和工藝措施；如研制出了多種具有高溫強(qiáng)度、耐高溫疲勞和磨損又有高的韌性的模具材料；在數(shù)值模擬和物理模擬的基礎(chǔ)上應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)模具和校核強(qiáng)度，研究開(kāi)發(fā)了強(qiáng)韌化處理、真空熱處理，多次回火等新的熱處理工藝和三元共滲等新的表面強(qiáng)化處理工藝；開(kāi)發(fā)了新的制模方法和修模方法等，都在鋁型材擠壓生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了明顯的效果；