基本定義
拉絲模具經安裝調試後，可以正常生産合格的工件，這一過程稱為模具的服役。一般情況下，我們總是希望模具能有足夠長的服役期限，以滿足生産實際的需要。
但是模具在制造過程中可能會産生某些缺陷，或者在服役過程中逐漸出現了某些缺陷，如微裂紋、輕度磨損、變形等等，在此狀況下模具雖有隐患但仍能繼續工作，這種雖有缺陷但未喪失服役能力的狀态稱為模具的損傷。
拉絲模具因某種原因損壞，或者模具損傷積累至一定程度導緻模具損壞，無法繼續服役，稱為模具的失效。在生産中，凡模具的主要工作部件損壞，不能繼續沖壓出合格的工件時，即認為模具失效。沖壓模具的失效形式一般為塑性變形、磨損、斷裂或開裂、金屬疲勞及腐蝕等等。
拉絲模具的失效按照發生時間的早晚，大緻可分為兩類：正常失效和早期失效。
拉絲模具經過大量的生産使用，因摩擦而自然磨損或緩慢地産生塑性變形及疲勞裂紋，達到正常使用壽命之後失效是屬于正常的現象，為正常失效。模具未達到設計使用規定的期限，既産生崩刃、碎裂、折斷等早期破壞；或因嚴重的局部磨損和塑性變形而無法繼續服役，為早期失效。對于早期失效的模具，必須查找其産生的原因，努力采取補救的措施。
基本種類
1、拉軟金屬（如金銀）時鋼模就夠用，鋼模上可以有多個不同孔徑的孔。
2、硬質合金模——拉制鋼絲（鋼線）一般采用硬質合金模具（Tungsten carbide nib），這種模具的典型結構為一個圓柱形（或略帶錐度）的硬質合金模芯緊密地鑲嵌在一個圓形鋼套（case）中，模芯内孔中有喇叭口（Bell radius）、入口錐（Entrance angel）、變形（工作）錐（approach angle）、定徑帶（bearing）及出口角（back relief）。
3、鋼絲模——拉有色金屬線，如銅、鋁，也較多采用和鋼絲模類似的拉絲模，内孔形狀有些差異。
4、聚晶模——拉細線可用到聚晶模（人造鑽石），還有用到天然鑽石的拉絲模。
拉絲模材質
經曆了幾十年的發展，已出現了很多新型拉絲模材質。按照材料種類，可将拉絲模分為合金鋼模、硬質合金模、天然金剛石模、聚晶金剛石模、CVD金剛石模和陶瓷模等多種。近年來新型材料的開發極大的豐富了拉絲模的應用範圍并提高了拉絲模的使用壽命。
合金鋼模
（1）合金鋼模是早期的拉絲模制造材料。用來制造合金鋼模的材料主要是碳素工具鋼和合金工具鋼。但是由于合金鋼模的硬度和耐磨性差、壽命短，不能适應現代生産的需要，所以合金鋼模很快被淘汰，在目前的生産加工中已幾乎看不到合金鋼模。
硬質合金
（2）硬質合金模由硬質合金制成。硬質合金屬于鎢钴類合金，其主要成分是碳化鎢和钴。碳化鎢是合金的“骨架”，主要起堅硬耐磨作用；钴是粘結金屬，是合金韌性的來源。因此，硬質合金模與合金鋼模相比具有以下特性：耐磨性高、抛光性好、粘附性小、摩擦系數小、能量消耗低、抗蝕性能高，這些特性使得硬質合金拉絲模具有廣泛的加工适應性，成為當今應用最多的拉絲模模具。
天然金剛石
（3）天然金剛石是碳的同素異性體，用它制作的模具具有硬度高、耐磨性好等特點。但天然金剛石的脆性較大，較難加工，一般用于制造直徑1.2mm以下的拉絲模。此外，天然金剛石價格昂貴，貨源緊缺，因此天然金剛石模并不是人們最終所尋求的即經濟又實用的拉絲工具。
聚晶金剛石
（4）聚晶金剛石是用經過認真挑選的質量優良的人造金剛石單晶體加上少量矽、钛等結合劑，在高溫高壓的條件下聚合而成。聚晶金剛石的硬度很高，并有很好的耐磨性，與其它材料相比它具有自己獨特的優點：由于天然金剛石的各向異性，在拉絲過程中，當整個孔的周圍都處在工作狀态下時，天然金剛石在孔的某一位置将發生擇優磨損；而聚晶金剛石屬于多晶體、具有各向同性的特點，從而避免了模孔磨損不均勻和模孔不圓的現象發生。與硬質合金相比，聚晶金剛石的抗拉強度僅為常用硬質合金的70%，但比硬質合金硬250%，這樣，使得聚晶金剛石模比硬質合金模有更多的優點。用聚晶金剛石制成的拉絲模耐磨性能好，内孔磨損均勻，抗沖擊能力強，拉絲效率高，而且價格比天然金剛石便宜許多。因此目前聚晶金剛石模在拉絲行業中應用廣泛。
CVD塗層拉絲模
（5）CVD（化學氣相沉積法）塗層拉絲模是新近發展起來的一項新技術，其主要方法就是在硬質合金拉絲模上塗層金剛石薄膜。金剛石薄膜是純金剛石多晶體，它既具有單晶金剛石的光潔度、耐溫性，又具有聚晶金剛石的耐磨性和價格低廉等優點，在代替稀有的天然金剛石制備拉絲模工具方面取得很好的效果，它的廣泛使用将為拉絲模行業帶來新的活力。
陶瓷材料
（6）高性能的陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化學穩定性強、高溫力學性能優良和不易與金屬發生粘結等特點，可廣泛應用于難加工材料的加工。
近三十年來，由于在陶瓷材料制造工藝中實現了對原料純度和晶粒尺寸的有效控制，開發了各種碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、晶須或少量金屬的添加技術。以及采用多種增韌補強機制等，使陶瓷材料的強度、韌性、抗沖擊性能都有了較大提高。
從國外研究結果看，陶瓷材料已廣泛應用于模具領域，在日本、美國、法國等國家已有多項專利。雖然現在陶瓷拉絲模在中國還沒有得到廣泛的應用，但是随着制造技術的不斷提高，陶瓷将會是适合拉絲工業的良好的拉絲模材料。
陶瓷拉絲模在拉絲過程中不容易與金屬線材發生粘附，有利于提高金屬絲材表面性能，尤其是在高溫下拉制有色的硬質材料（如W、Mo絲等）。用陶瓷拉絲模拉拔有色金屬材質可以避免硬質合金拉絲模的缺陷，并且可以延長拉絲模壽命、提高材質的表面質量。
拉絲模常用的模芯材料主要有硬質合金、天然金剛石、人造金剛石等。在選擇拉絲模時應根據不同的加工工序，被加工的線絲的材質性能，以及線絲的質量要求來選擇模芯材料。合理選擇模芯材料，是延長其使用壽命的主要途徑。拉絲模常用的模芯材料主要有硬質合金、天然金剛石、人造金剛石等。在選擇拉絲模時應根據不同的加工工序，被加工的線絲的材質性能，以及線絲的質量要求來選擇模芯材料。合理選擇
模芯材料，是延長其使用壽命的主要途徑。
以下分别介紹不同材質的模芯對拉絲模壽命影響
1.硬質合金
拉絲模用的硬質合金為钴含量較低的碳化物—钴類合金，它具有較好的耐磨性、抗沖擊性抛光性和抗腐蝕性能，易于修複，價格低廉，是常用拉絲模芯制作材料，廣泛應用于粗、中絲的拉伸。研究表明，通過改善硬質合金成分和組織結構，控制碳含量的波動值，細化碳化物的顆粒，可以提高材質的性能，延長其使用壽命。目前，國内外采用熱等靜壓（HIP)處理、超細晶工藝及加入稀土元素來降低孔隙度，細化晶粒，提高合金的硬度，減小摩擦系數；并利用化學氣相沉積（CVD)法和物理氣相沉積（PVD)法在硬質合金表面形成金剛石薄膜或氮化钛塗層，提高合金的表面強度。
2.天然金剛石
天然金剛石俗稱鑽石，是自然界最硬的物質，具有很高的耐磨性和熱傳導率，用于鎢钼絲拉伸時能改善絲材的表面質量，提高絲材性能及尺寸精度，主要用于拉伸細絲及成品絲。但它性質非常脆，抗沖擊性能差，而且硬度具有各向異向性，做拉絲模時易磨損不勻。加之金剛石稀少，價格昂貴,加工困難，因此在拉伸中、粗絲方面受到限制。
3.人造金剛石
人造金剛石又稱聚晶金剛石，它是由許多單晶微粒無定向聚合而成的多晶體，具有較高的強度和硬度，耐沖擊性較強，性質均勻、綜合性能良好。在拉伸中、細絲時，使用壽命比金剛石模和硬質合金模高，且絲材尺寸穩定，表面質量好。但人造聚晶金剛石的晶粒較粗大，抛光困難，拉伸細絲的表面光潔度不如天然金剛石。通過細化晶粒，可提高抛光性能，在中、細絲的拉絲模上取代天然金剛石，大大降低成本，提高産品質量。
優劣對比
各種拉絲模的材質各有特點。其中，天然金剛石拉絲模的價格最為昂貴，加工也極其困難，同時因為天然金剛石的各向異性，在徑向範圍内硬度差别很大，容易在某一方向上産生劇烈磨損，所以天然金剛石模隻适用于加工直徑很小的絲材。硬質合金模硬度較低，用硬質合金模拉拔的線材質量較高，表面粗糙度低，但硬質合金模的耐磨性較差，模具的使用壽命短。聚晶金剛石模的硬度僅次于天然金剛石，因其具有各向同性的特點，不會産生單一徑向磨損加劇的現象，但其價格十分昂貴，加工困難，制造成本很高。
CVD塗層拉絲模因具有金剛石的性能而具有良好的耐磨性，拉拔線材的表面粗糙度較低，但是CVD塗層拉絲模的制作工藝複雜，加工困難，成本較高；當塗層磨耗後模具将迅速磨損，不僅難以保證加工質量，而且不能重複使用，隻能報廢。陶瓷材料具有比硬質合金高的硬度和耐磨性，制作成本低廉，是介于金剛石與硬質合金之間的制作拉絲模的優良材料。但由于陶瓷材料的韌性差、熱沖擊差且加工困難，至今尚未獲得大範圍應用。
在小型線材、絲材的拉拔加工中，天然金剛石、聚晶金剛石和CVD塗層模是常用的拉絲模材料。在拉拔小直徑絲材時，CVD塗層金剛石模克服了天然金剛石模的各向異性，同時具有優良的強度和硬度，拉拔産量最高，表面質量也達到要求。試驗證明，CVD塗層金剛石拉絲模的壽命等同于天然金剛石模具，産品合格率高，表面質量優于國産聚晶金剛石。因此，對于小直徑絲材拉拔加工，CVD塗層金剛石拉絲模是較為理想的選擇。
盡管拉絲模可用于加工各種鋼鐵、銅、鎢、钼等金屬和合金材料，但不同材質的拉絲模各有其适用的加工範圍，不同材質的拉絲模加工相同的線材時其磨損形态和使用壽命存在很大差别，因此合理選用拉絲模材質是保證成功應用的關鍵。不同材質的拉絲模都有其相對合理的加工對象。拉拔加工的合理性主要指拉絲模與線材兩者的力學、物理和化學性能相互匹配，以獲得最長的模具使用壽命。例如，在拉拔相同直徑的銅絲時，聚晶金剛石模的使用壽命是硬質合金模壽命的300～500倍，拉拔鎳絲時僅為80～100倍，拉拔钼絲時，其壽命隻有硬質合金模壽命的50～80倍，而拉拔碳鋼時，聚晶金剛石模的壽命隻有硬質合金模的20～60倍。
由于國内對拉拔模與線材的匹配理論缺乏系統研究，導緻了盲目選擇，造成資源浪費。拉絲模的摩擦磨損情況十分複雜，一般分為破壞和摩擦磨損兩大類。拉絲模的破壞又可以分為環狀破壞、拉伸破壞、剪切破壞和支撐面破壞等，摩擦磨損可分為磨耗磨損、磨擦磨損、腐蝕磨損、擦傷和細顆粒産生的磨損等。工作條件（線材材料、拉絲模材質、潤滑劑等）的不同，使得拉絲模的磨損和破壞都有其獨特的過程。拉絲模的磨損破壞之間的相互關系，在本質上是相互關聯的。拉絲模内部的情況可能非常微妙，一些因素可能會同時起作用，它們的疊加作用非常複雜，不易理解。可能一個因素的作用會掩蓋其他因素的作用，上述幾種破壞和摩擦磨損的形式可能經常交織在一起，為分析拉絲模的破壞磨損機理增加了難度。但總的來說，各種材質拉絲模的耐磨性由高到低的排序是：金剛石拉絲模（沒有考慮天然金剛石各向異性的問題）——陶瓷拉絲模——硬質合金模——已淘汰的合金鋼模。
通過對拉絲模的材質的研究，拉絲模正在向着高強度、高硬度、高耐磨性發展，各種符合要求的新材料層出不窮，拉絲模的耐磨性大幅度提高，磨損、破壞的時間明顯延遲，拉絲模壽命不斷增加，加工精度也有了一定的提高。拉拔加工的适用範圍正逐步擴大，從粗到細各種規格的線材都可以加工，并出現了用于加工不規則線材的異型模。
結構
随着改革、開放的深入進行，國内相繼引進了工業發達國家制造的拉絲模及相應的模孔檢測儀器。通過對國外拉絲模孔型的剖析，使我們了解到現代拉絲模孔型的設計思想，為提高中國拉絲模的設計水平提供了借鑒。
拉絲模芯的結構按工作性質可分為“入口區、潤滑區、工作區、定徑區、出口區”五個區間。拉絲模的内徑輪廓很重要，它決定着壓縮線材所需的拉力，并影響拉拔後線材中的殘餘應力。模芯各區的作用分别是：入口區，方便穿線及防止鋼絲從入口方向擦傷拉絲模；潤滑區，通過它使鋼絲易于帶入潤滑劑；工作區，是模孔的主要部分，鋼絲的變形過程在這裡進行，即将原始截面減小到所要求的截面尺寸。在拉拔圓錐面金屬時，工作區内金屬的體積所占的空間是一個圓台，該空間稱為變形區。工作區内的圓錐半角α（又稱為模孔半角）主要用于确定拉拔力的大小；定徑區的作用在于取得被拉拔鋼絲的準确尺寸；出口區是用于防止鋼絲出口不平穩而刮傷鋼絲表面。
随着拉絲速度的提高，拉絲模的使用壽命成為突出的問題。美國人T Maxwall和EG Kennth提出了适應高速拉絲的新拉絲模孔型理論，即“直線型”理論。根據該理論制作的拉絲模具有下列特點：
①入口區、潤滑區合二為一，具有使潤滑角減小的趨勢，使潤滑劑進入工作區前就受到一定壓力，從而起到更好的潤滑效果。
②入口區和工作區加長，以建立較好的潤滑壓力，其角度按拉絲材質和每道次壓縮率分别進行優選。
③定徑區必須平直且長度合理。
④各部分縱面線都必須是平直的。
國内拉絲行業對“直線型”和“弧線型”拉絲模進行了廣泛的讨論，其中争議較大的是工作區的形狀和工作區與定徑區交界處的形狀。不少人對“直線型”模持肯定态度。但筆者認為兩種類型的拉絲模均有着各自的特點及所适用的場合，不加分析地作出結論，末免有失偏頗。
模芯工作區呈“弧線型”，會使金屬在變形區内的流動更加曲折，導緻附加剪切變形及多餘變形功的增大，繼而使拉拔應力增大（一般較“直線型”模增大10～30%）。而“直線型”模工作區輪廓線上各點的斜率相同，這樣當我們确定了最佳工作區圓錐半角α時，便可在最小的應力狀态下拉拔金屬；而“弧線型”模由于其輪廓線上各點的曲率不同，故無法使整個工作區存在這樣一個最佳工作區圓錐半角α。從有利于金屬的流動和減小拉拔應力的角度出發，國外在道次壓縮率為10～35%（大多數金屬絲的變形均在此範圍内）及拉拔中、粗規格的金屬絲時，一般均采用“直線型”工作區。
而采用“弧線型”工作區時，金屬在内孔中的變形可随其加工硬化程度的增加而逐漸減小，内孔壁上的壓力分布和磨損都比較均勻，故“弧線型”工作區耐磨性好。特别是當道次壓縮率較小時（小于10%），采用“弧線型”工作區，可在工作區圓錐半角α較小的情況下獲得足夠長的變形區。加之“弧線型”工作區具有适應能力強的特點，故在道次壓縮率較大（大于35%）或較小（小于10%）及拉拔鋼絲時，還是應該采用“弧線型”模。
