一、大型基本工具的失效与损坏
下面主要讨论挤压筒、挤压轴和挤压垫片的失效与损坏的方式和原因。
1．磨损
大型基本工具的磨损以挤压筒内衬和挤压垫片的工作部分的磨损较为严重。用3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl或5CrNiMo钢制造的挤压筒内套，一般在挤压几百个到几千个坯料之后，其磨损可达1 mm左右，挤压垫片的工作带也因反复滑移和挤压，致使表面磨损而失效。引起磨损失效的主要原因有热的和机械力的作用，也有因滑动磨擦而产生的氧化和咬合磨损，有的情况下或有的部位还可能产生磨料磨损和接触疲劳磨损。
磨损在热挤压过程中是无法完全避免的，它属于一种正常的失效方式。为了减少磨损，应选择良好的工具材料，尽量提高工作表面的耐磨性、抗粘结性和表面光洁度，同时要保持良好的使用条件，其中包括良好的热力学和力学条件及润滑状态。
2．塑性变形
当工具承受的负荷超过材料的屈服强度时，大型基本工具会产生整体的或局部的塑性变形。主要的变形形式有：挤压筒内衬、中衬或外衬鼓大肚(即中部直径比两端直径因塑性变形鼓大l mm以上)，挤压筒端部压塌，挤压垫片镦粗或局部压塌，挤压轴弯曲变形和前端部分镦粗或局部镦粗，穿孔针弯曲变形或被拉细等。
因塑性变形而使工具失效的原因主要有：工具的结构设计和尺寸设计不当，材料选择不合理，热处理后的硬度过低，使用温度过高，闷车，过大的附加载荷或其他不合理的状态等。为了防止或减少这种形式的失效，应选择合适的材料和硬度，创造良好的使用条件，对工具的结构尺寸进行精确的强度校对。
3．脆性断裂(机械断裂)
工具(如挤压轴前端、挤压垫片等)因受冲击呈现粗大裂纹造成的失效或报废现象称之为脆性断裂。脆性断口无明显的宏观塑性变形，可以是穿晶的，也可以沿晶间进行。产生脆性断裂的原因主要有：工具材料中存在缺陷；热处理硬度过高；预热不充分；结构或尺寸设计不合理，易产生附加应力或应力集中源；上压不均或使用条件不当；工具的对中性差等。大型基本工具在挤压时常见的脆性断裂形式有：挤压轴的纵裂、端部开裂和尾部过渡处的斜裂、挤压垫片的早期脆断、挤压筒纵向开裂和端部裂纹等，防止或减少脆性裂断的方法主要是选择合适的材料，采用最佳的热处理工艺以获得均匀而适中的硬度，改善工具的使用条件，避免上压过快或产生冲击载荷，改进工具的结构和尺寸设计等。
4．热裂
在热挤压过程中，由于工具反复加热和冷却，受激冷激热的作用，会产生热疲劳裂纹，同时还要承受交变的机械应力的作用。由这种交变的热力学作用产生的裂纹统称为热裂。热裂通常发生在冷热变化较大和受力较大部位，尤其是在尖角、沟槽处首先产生裂纹，然后扩展，从而导致整个工具开裂报废。常见的热裂有由挤压轴、挤压筒内衬和挤压垫片的表面和边缘区域早期出现的网状裂纹，随后逐渐发展成为若干沟槽状开裂的现象。
5．疲劳破坏
在挤压过程中，工具在反复循环应力的作用下，特别是在有应力集中源的地方会出现疲劳裂纹。由于工具断面形状突变或材料缺陷所造成的局部应力远远超过材料的疲劳强度时，在经比较少的挤压次数后所引起的一条或数条疲劳裂纹称为高应力疲劳破坏；工具在比较小的应力下，经多次的重复挤压后产生的疲劳破坏称之为低应力疲劳破坏，此时产生的部分和突然断裂部分，前者呈贝壳状，后者是凸凹不平的粗糙部分。当作用力较大，应力集中又很严重时，断裂面可能有很多裂纹源，由于各裂纹源引起的疲劳破坏部分相互重叠，使得整个疲劳破坏部分变得凸凹不平，同时，贝壳状也会变得明显。
在冷、热挤压中，大型基本工具，特别是挤压筒内衬和挤压垫片受激冷激热的作用，在这种冷、热交替的作用下，工具表面的应力符号也交替变化，这就会导致热疲劳裂纹的产生。 疲劳破坏的形式主要有：挤压工具的表面龟裂，横向断裂，挤压筒端部的掉块，挤压垫片缺角和挤压轴端部缺损等。影响疲劳破坏的因素主要有：材料的冲击韧度、断裂韧度和疲劳强度过低；硬度不均或过高；使用的热力学条件不佳，以及工具表面状态不良等。为了防止或减少疲劳破坏，应选择合适的材料，采用合理的锻造与热处理工艺，改善工具的使用条件和表面状态。
二、穿孔系统的失效与损坏
1．缩颈和拉断
当穿孔针所承受的摩擦拉应力超过工具材料在工作温度下的屈服强度时，就会因塑性变形而产生沿纵向伸长而直径缩小的缩颈现象。如继续变形，穿孔针就可能被拉断。产生缩颈、拉断现象的原因主要是材料选择不当或热处理硬度过低；设计尺寸过小或许用强度偏低；使用温度过高；润滑条件不良或表面状态不佳而引进的摩擦拉应力或附加应力过大等。
2．弯曲失稳
弯曲变形是细长杆件常见的失效形式。穿孔系统产生弯曲失稳的原因主要有结构和尺寸设计不合理，材料过软，受偏心载荷和复合应力的作用等。
3．断裂
断裂是穿孔系统最常见的失效形式。有脆断、折断、疲劳断裂等。脆断主要由于材料中存在缺陷或热处理硬度过高、结构设计不合理、应力高度集中等原因产生的脆性断裂；折断主要是由于受到非轴向的外力(如与挤压筒、挤压垫等产生卡、磕、碰时)而产生的断裂；疲劳断裂是由于穿孔针受激冷激热的交变热应力和时拉时压的交变机械应力以及表面粗糙等疲劳源所引起的表面疲劳微裂纹(龟裂)不断扩展而产生的疲劳裂纹。
4．表面划伤、擦伤、压坑、龟裂和磨损
穿孔系统的前端工作部分往往因表面状态恶化而失效。穿孔针的表面损伤和磨损不仅会恶化产品的内表面质量，而且会影响产品的尺寸精度。表面划伤、擦伤和磨损主要是由于在高温下穿孔针与流变金属之间产生的多次反复的强烈滑动摩擦引起的；表面龟裂则是由于冷热交变和拉压交变所引起的疲劳应力产生的，为了防止减少上述损伤，应特别注意改善使用条件，采用良好的润滑冷却，提高变形金属的纯度，提高工具的表面粗糙度和表面硬度等。
5．螺纹联接失效
穿孔系统往往因螺纹部分脱扣、断裂而失效，也可能因塑性变形、局部压塌、咬合分离不开而损坏。有时，还因多次磨损不能紧固，造成严重偏心而报废。脆性破断的主要原因是硬度过高、应力集中、偏心严重或受力不均；塑性破损的主要原因是材料过软、受过大的拉应力或冲击应力等。为了防止或减少螺纹联接失效，除了合理设计螺纹结构、选择合适的公差和材料，尚需改善使用条件、减少偏心、防止冲击、避免应力集中。
三、模具的失效与损坏
1．磨损
磨损是挤压模具的主要失效形式。因为磨损，往往会造成产品尺寸超差、表面品质恶化。 与所有的摩擦一样，与高温、高粘结性、高流动速度的金属相接触的模子端面、工作带、焊合腔和分流孔部分的磨损通常要经过跑合、稳定磨损和急剧磨损三个阶段。
在挤压过程中经常出现的磨损方式为热疲劳磨损和机械磨损(擦伤、划伤等)，此外，还伴随着腐蚀磨损(氧化磨损)、磨料磨损(冷金属颗粒、脆硬化合物或其他外来磨料)等。
根据受力状态和相对运动的情况，挤压模具的磨损可分为压应力磨损和切应力磨损。压应力磨损发生在模具与金属坯料相互接触又基本不出现滑动摩擦的情况下。切应力磨损属于滑动磨损，也称之为擦伤，是挤压模中常见的一种损磨形式。滑动磨损在不同压力作用下能将模具表面一定厚度的材料抓伤、转移，磨损产物成为进一步磨损的磨料。滑动磨使用模具不断出现新的表面，促进了表面的腐蚀，加速模具的损耗。有时，滑动磨损还在模具表面的不同部位利用模具材料和模具表面状态的不均匀性(如表面缺陷、碳化物不均等)有选择地磨损。
此外，挤压模具表面承受反复加热、冷却的温度变化，在表面产生拉、压的交变热应力，同时显微组织也发生不同程度的转变，在这种联合作用下，材料发生磨损。热疲劳磨损的破坏过程包括摩擦表面的擦伤、粘着、塑性变形、扩散磨损和热疲劳裂纹。
在挤压模具中，常见磨损造成的失效形式有压坑、麻面、粗糙、擦伤、划伤、粘着、尺寸超差等。
2．塑性变形
由于热模具与高温、高静水压力、高摩擦的金属接触，表面温升高而产生软化现象，在高载荷，特别在冲击载荷的作用下，会发生大量塑性变形。在磨损不大，也未出现裂纹的情况下，因不能保证产品的尺寸精度而失效。常见的因塑性变形而失效的形式有：分流模压塌、舌头或模芯缩颈或拉断，工作带压塌或产生椭圆度而使产品形状畸变，尺寸精度超差等。
3．疲劳破坏
热疲劳裂纹是模具失效的最常见的形式之一。当热金属与模具表面接触时，表面金属会出现塑性的压缩变形和塑性的拉伸应变。当模具局部应变超过弹性的极限并进入塑性应变区域时，微小塑性应变的逐渐积累可能形成疲劳裂纹(或龟裂)。一般认为热疲劳裂纹源是因磨损而出现的的沟纹、显微缺陷等。疲劳裂纹一旦形成，它们将继续在机械应力和热应力作用下不断增长，而且氧化过程的强化以及热金属的楔人都会加速裂纹扩展。影响热疲劳性能的主要因素是导热系数、高温下的屈服强度和韧性，因此，为防止或减少模具的疲劳损坏，应选择合适的材料和采用适宜的热处理制度，同时，应注意改善模具的使用条件。
4．裂纹
常见的模具断裂形式有：平面模和分流组合模的下模沿型孔尖角处裂开；模芯横断、纵裂；分流桥弯断等。
模具的断裂也分为脆性断裂、韧性断裂和疲劳断裂。脆性断裂的断口光滑，无明显的宏观塑性变形。产生脆断的主要原因是材料本身较脆或内部有缺陷，存在脆性化合物；热处理硬度高；模腔形状或模具结构易产生应力集中；表面状态不良等。韧性断裂时，在断裂前会发生微观和宏观的塑性变形，断口无光泽、呈灰暗色纤维状。产生韧断的主要原因是材料过软或工作温度过高，闷车时间过长，或承受的负荷过大等。疲劳裂纹常常表现为模具表面龟裂，然后聚集扩展形成断裂，主要是由于反复变化的拉压应力和反复变化的热应力引起的。
