五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過（guò）程中拉傷產生的原因（yīn）主要有以下兩種：

一（yī）是由於模具（jù）凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸（tū）不平（píng）或被成形（xíng）材料與模具凸（tū）、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表（biǎo）麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸（tū）、凹模表麵（miàn）粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷（shāng）問題應依照減小粘著（zhe）磨損（sǔn）的基本原則，通過改變接觸副的性（xìng）質（zhì）作為出發點。以下就構成（chéng）此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以（yǐ）分析。

1. 通過對原材料進行表麵（miàn）處理，如對原材料進行磷化、噴塑（sù）或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成（chéng）一層（céng）非金屬膜層（céng），可以大大減輕或消除工件的（de）拉傷，這種方法往往成本（běn）較高，並需（xū）要添加另外（wài）的生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些（xiē）效果，實際生產中應用卻很少。

2.在（zài）模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有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（dá）到連續供給薄膜，而對於周期（qī）生產的衝壓設備（bèi），每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此（cǐ）方法一般（bān）成（chéng）本也很高（gāo），還會（huì）產生大量廢（fèi）料（liào），對於小批量的（de）大型工件的生產采用此種方（fāng）法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加（jiā）劑的潤滑（huá）油就（jiù）可以解決工件的拉傷問題。

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

（1）從模具凸（tū）、凹模材（cái）料入手（shǒu）解決工件的拉傷（shāng）問（wèn）題，可以采用硬（yìng）質合金，一般情況下，由這種（zhǒng）材料製作的凸（tū）、凹模（mó）抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒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。此外硬質合（hé）金（jīn）性脆，搬運、安裝（zhuāng）使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開（kāi）裂而報廢。另外，由於硬質合金的（de）組織結構是由（yóu）硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化（huà）鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低（dī），耐磨性能（néng）較差（chà），使用過程中鈷（gǔ）相會優先磨（mó）損，使凸、凹（āo）模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此（cǐ）時需（xū）對模具凸、凹（āo）模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采（cǎi）用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合（hé）金一般硬度較（jiào）低，易出現磨損超差，在（zài）大批（pī）量生產的情況下，這種材料的性價比（bǐ）較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用（yòng）了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕（qīng）工件的（de）拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在（zài）使用一段時間（jiān）後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（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（huà）處理是（shì）解決工件表麵拉傷問題經濟而有效（xiào）的方法。表麵處理方法有（yǒu）多種，比較常用的有：鍍（dù）層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）特種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷鍍（dù）是通過電化學或（huò）化學反應的方法，在工件表（biǎo）麵形成合金鍍層，工藝不（bú）同。合金鍍層性能各異（yì）。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕（qīng）或大型模具采用這些方法有時可以取得一定的效果（guǒ）。這類表麵處理存在的問題是（shì）一（yī）方麵由於（yú）表麵硬化（huà）層的（de）硬度較（jiào）低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損（sǔn），拉傷又會出現。另一方（fāng）麵，鍍層與基（jī）體材料機械結合（hé），在負荷較（jiào）大的場合，有時（shí）使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。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（zhōng）加熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲（shèn）入工件表麵，然後以適當的方式冷卻（què），從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械（xiè）性能。化學熱處理（lǐ）的種類（lèi）很多，根據所滲元素不同分類為（wéi）：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、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（mù）的的（de）化（huà）學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲（shèn）硫幾（jǐ）種。采用合適的模（mó）具材料輔以滲氮、滲硼等化（huà）學熱（rè）處理（lǐ）往（wǎng）往具有較常規鋼製模（mó）具高（gāo）得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵（miàn）處（chù）理工藝方法的情況下，這不適為一（yī）種較好的選擇，也是較常用的方（fāng）法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具（jù）有很高的抗（kàng）拉傷性（xìng）能，但由於其硬（yìng）化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現，所以在大批量生產過程（chéng）中滲氮處理往往還無（wú）法滿足生產要求。就滲硼工（gōng）藝而言（yán），其硬化層硬度可達1800 HV，耐（nài）磨性較高，但（dàn）依據經驗，滲（shèn）硼質量的穩定性和滲硼（péng）工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約該技術在成形類模具（jù）上應用的幾個重要（yào）因素。滲硫技術具有較高的減（jiǎn）牽陛能，在一些（xiē）場合也取得了較（jiào）好的效果，但對於負荷較大的成形類模（mó）具，效果有限。表麵超硬（yìng）化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣（qì）相沉積（jī）(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這（zhè）幾種表麵處理的共同特點是都（dōu）可以在（zài）工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相（xiàng）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（jīng）物（wù）理氣相沉（chén）積（jī）(PVD)和物理化（huà）學氣相（xiàng）沉積(PCVD)的（de）工件，雖然其（qí）表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表麵硬化層（céng）也具有極高的耐磨、抗拉傷（shāng）性能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆層（céng）處理差距較大，往（wǎng）往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此（cǐ）這兩種方法除在載荷較小的情況下有（yǒu）可能具有效（xiào）果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效（xiào）果。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材（cái）料（liào）、具（jù）有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有（yǒu）比一般模具材料或經其他表麵處理（lǐ）後高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能夠數倍至（zhì）幾十倍地提高模具的使（shǐ）用（yòng）壽命（mìng）。其缺（quē）點是處理溫度（dù）高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬（cuì）火。而表（biǎo）麵沉積層在空氣中於400～500℃以（yǐ）上的溫度下加（jiā）熱會氧化．因此（cǐ）後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約（yuē）了其（qí）在鋼模上的應甩，而主要應用（yòng）於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物（wù）對（duì）環境汙染較大。"ID覆（fù）層處理國（guó）內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成（chéng）一層數（shù）微米（mǐ）至數十（shí）微米（mǐ）的碳化釩（fán）覆層。"ID覆層處理的（de）主要特點是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的（de）耐磨、抗拉（lā）傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶金（jīn）結合，這一點（diǎn）在（zài）成形類模具上的應用極其重（chóng）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。

大量的實踐證明。在成形類（lèi）模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用效（xiào）果，在一些場合具有比硬質合金更好的（de）效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較（jiào）低．無公害（hài），目前該技（jì）術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內（nèi）70年代即已開始研究（jiū）該（gāi）技術．到（dào）目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過十（shí）餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用（yòng）到汽車、家電、五（wǔ）餘製（zhì）管、冶（yě）金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓（duì）、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜（zōng）上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題的方法很多，對於（yú）具體的個案，應（yīng）根據工件和載荷大小（xiǎo）、生產批（pī）量、被加（jiā）工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問（wèn）題的方法中，以采用（yòng）硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行化（huà）學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處理性（xìng）價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果（guǒ），解決（jué）工件拉傷問題的方法較多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為（wéi）模具材料，對模具凸（tū）、凹（āo）模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理（lǐ）足解決工件

及模具凸、凹模表麵拉（lā）傷問題最有效最經濟的方法。