五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中（zhōng）拉傷產（chǎn）生的原（yuán）因主要有以下兩種：

一是由於模（mó）具凸、凹模表麵的宏觀機械凹（āo）凸不平或被成形材料與模具凸、凹模（mó）表麵之間夾雜其他硬質（zhì）顆粒，都會在工（gōng）件表麵或模具（jù）凸（tū）、凹模表麵形成機械的磨（mó）損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行（háng）仔細研磨（mó）加工，並（bìng）加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹（āo）模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不（bú）容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損（sǔn）的產生（shēng）及減少粘著磨損的一些基（jī）本措施。解（jiě）決模（mó）具及工件成形過程中的拉傷問（wèn）題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。

以下就（jiù）構成此對接觸副的（de）三方（fāng），即被成形（xíng）工件的原材料方麵（miàn）、工件與模具（jù）之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材（cái）料進行磷化、噴塑或其他表（biǎo）麵處理，使被成形（xíng）材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件（jiàn）的（de）拉傷，這種方法（fǎ）往往成本較高，並需要添加另外的生產設（shè）備和增加生產工序，盡（jìn）管這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具（jù）與成形材料之間加一層PVC之類的（de）薄（báo）膜，有（yǒu）時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到（dào）連續供給薄膜，而對於周期（qī）生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一（yī）張薄（báo）膜，影響生產效率，此方法一（yī）般成（chéng）本（běn）也很高（gāo），還會產生大量廢料，對於小批量的大（dà）型工件的（de）生（shēng）產采用此種方法（fǎ）是可取的。在一（yī）些成形負荷很小的場合，有時通過添（tiān）加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工（gōng）件的拉傷問題（tí）。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材（cái）料或對模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目（mù）前廣泛采用的方法（fǎ）。

（1）從模具凸、凹模材料（liào）入手解決工件的拉傷問題，可（kě）以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料（liào）成本高（gāo），不易加工，對於較大型的模具，由於燒（shāo）製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此（cǐ）外硬質合金性脆，搬運（yùn）、安裝（zhuāng）使（shǐ）用過程中都要極其小心，稍（shāo）有不慎就有可能出現崩（bēng）塊或開裂而報廢。另（lìng）外（wài），由於（yú）硬質合金的（de）組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的（de）粘結（jié）相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨抗咬合性（xìng）能（néng）很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨（mó）性能較差，使用過程中鈷相會（huì）優先磨損，使凸（tū）、凹模表麵形成凹凸不平，如（rú）此（cǐ）生（shēng）產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需（xū）對模具凸、凹模（mó）表麵進行研磨拋光（guāng）後方（fāng）可進行再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的拉（lā）傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的（de）情況下，這種材料的性價比較低。對於（yú）較大型的模具，如（rú）汽車（chē）覆蓋件的成形模具，大量采（cǎi）用了（le）合（hé）金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件（jiàn）的拉傷，無法（fǎ）消除拉傷問題，要（yào）徹底解決拉傷問題需（xū）輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理（lǐ）。但如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用一段時（shí）間後，如出（chū）現拉（lā）傷，又需修模並重新進行表麵處（chù）理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學（xué）熱處（chù）理方麵有各（gè）類滲氮（dàn）、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣（qì）相沉積(CVD)、物理（lǐ）氣相沉積(VVD)、物理化學氣相（xiàng）沉積（jī）(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反（fǎn）應（yīng）的方法，在（zài）工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合（hé）用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成（chéng）形負荷較輕或大型模具采用這些方法有時可以取（qǔ）得一定的（de）效果。這類表麵處理存在的問題是一（yī）方（fāng）麵（miàn）由於表麵（miàn）硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現。另（lìng）一方麵（miàn），鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的場合，有時（shí）使用幾次鍍（dù）層就會剝落，而鍍層一旦剝（bāo）落，其功效也就（jiù）失去。化學熱處理是將工件放（fàng）入含某種或某幾種化學元素的（de）介質中加（jiā）熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種（zhǒng）或這幾種元素滲入工（gōng）件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和（hé）組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化（huà）學熱處理的（de）種類很多，根（gēn）據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前（qián）常用的是：滲（shèn）碳、滲氮、滲硼、滲（shèn）硫幾種。

采用合適的模具材料輔（fǔ）以滲氮、滲硼等化學熱（rè）處理往往具有（yǒu）較常規鋼製模（mó）具高（gāo）得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情（qíng）況下，這不適為（wéi）一種較（jiào）好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理（lǐ）而言，滲氮的（de）化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左（zuǒ）右（yòu）)，其耐磨性有限，而化合物層一旦（dàn）磨損，拉傷又會出現，所以在大批量（liàng）生產（chǎn）過程中滲氮處理往（wǎng）往還無法滿足生產要（yào）求（qiú）。就滲硼工藝而（ér）言，其硬（yìng）化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術在成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛（bì）能，在一些場合也取（qǔ）得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積（jī）(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化（huà）學氣相沉積（jī）(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能（néng）。實踐（jiàn）證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表（biǎo）麵（miàn）硬度也可達到（dào）2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性（xìng）能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往（wǎng）在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較（jiào）小的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類（lèi）模具很難有（yǒu）滿意的效果。

（3）化學氣（qì）相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類（lèi）的材料（liào）、具有極高的硬（yìng）度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合（hé）力很高，具有比一般模具材料或經其他表（biǎo）麵處理後高得（dé）多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾（jǐ）十倍（bèi）地提高模具的使用（yòng）壽命。其缺點是（shì）處理溫度高．工件（jiàn）變形大．上件CVD處理（lǐ）完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉（chén）積層（céng）在空氣中於400～500℃以上（shàng）的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍（shāo）有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴（yán）藿製約了其在鋼模上的應甩，而主（zhǔ）要應用於硬（yìng）質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層（céng）處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱（rè）擴散作用於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理（lǐ）的主要特（tè）點是（shì）：

①覆層硬度高．硬度（dù）可達（dá）3000I-IV左（zuǒ）右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的（de），所以覆層與基體具有冶（yě）金（jīn）結合，這一點在成形類模具上的應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一（yī）點特（tè）別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐（jiàn）證明。在（zài）成形類模具上采用該技術具有其他表（biǎo）麵處理無法比擬的使用效果，在一些場（chǎng）合具有比硬質合金（jīn）更好的效（xiào）果。由於ID覆層處理（lǐ）技術的（de）設備相對而言（yán）比較簡單，成本較低．無（wú）公害，目前該技術在日（rì）本、美國等都已（yǐ）得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究（jiū）該技術（shù）．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通（tōng）過十餘年的（de）科研和實踐．已（yǐ）使該技術達到長期穩定（dìng）生產的要求．並已成功應用到汽（qì）車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊（biān）、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體（tǐ）的個案，應根據（jù）工件和載荷大小、生產（chǎn）批量、被加工材料的種類等情況選（xuǎn）擇相應的方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題的方法（fǎ）較多，應（yīng）根據具體情況予以（yǐ）選擇（zé）。一般情（qíng）況下．采用硬質合金為模（mó）具材料，對模（mó）具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解（jiě）決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。