五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過（guò）程（chéng）中拉傷（shāng）產生的原因主要有（yǒu）以下（xià）兩種（zhǒng）：

一是由於（yú）模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹（āo）凸不平或被成形（xíng）材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具（jù）凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方（fāng）法（fǎ）是對模具凸、凹模表麵進行仔細研（yán）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、凹模表麵粘（zhān）著磨損而（ér）形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種（zhǒng）狀況，以下詳（xiáng）細分析粘著（zhe）磨損的產生及減少粘著磨損的一（yī）些基本措施。解決模具及工件（jiàn）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（chū）發點。

以下就構成此對接觸副的三方（fāng），即（jí）被成形工件的（de）原材料方麵、工（gōng）件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材料進行（háng）磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形（xíng）材料表麵形成一層非金屬膜層，可以（yǐ）大大減輕（qīng）或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並（bìng）需要添加另外的（de）生產（chǎn）設備（bèi）和（hé）增加生產工序，盡管（guǎn）這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少（shǎo）。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解（jiě）決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連（lián）續供給（gěi）薄膜（mó），而對於周期生（shēng）產的衝壓（yā）設備（bèi），每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還（hái）會產生大（dà）量廢料（liào），對於小批量的大型（xíng）工件的生產采用此（cǐ）種方法是可取的。在一些成（chéng）形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷（shāng）問題。

3. 模具方麵通（tōng）過改變（biàn）模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表（biǎo）麵處理，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（lā）傷問（wèn）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、凹模材料入手解（jiě）決工件的拉（lā）傷問題，可（kě）以采用硬質合金，一般情況（kuàng）下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉（lā）傷性能（néng）很高，存在的問題是材（cái）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（shǐ）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（yǐ）成形。此外硬質合金（jīn）性（xìng）脆，搬運、安（ān）裝使用過程中都要極其小心，稍有（yǒu）不慎就有可能出現崩塊（kuài）或開裂而（ér）報廢。另外（wài），由（yóu）於硬質合（hé）金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和（hé）軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相（xiàng）由於硬度很低，耐（nài）磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵（miàn）形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現拉痕（hén），此時需對模具凸、凹模（mó）表（biǎo）麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅（tóng）基合金也可解決工件的拉傷問題，但（dàn）銅（tóng）基合金一般硬度（dù）較低，易出現磨損超差，在（zài）大批量生產的情況下，這（zhè）種材料的（de）性價比（bǐ）較低。對於較大型的模具，如（rú）汽車覆蓋（gài）件的成形（xíng）模具，大量采用了（le）合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工（gōng）件（jiàn）的拉傷，無法消除拉傷問（wèn）題，要徹底解決拉傷問題需（xū）輔以滲氮（dàn），鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模（mó）具往往壽命比較短，在使用一（yī）段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表（biǎo）麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特（tè）別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理（lǐ）是解決（jué）工件表麵拉傷問題經濟而（ér）有效的方法。表麵處理方法有多（duō）種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷鍍特（tè）種合金等；化學熱處理方麵有（yǒu）各類（lèi）滲氮、滲硼、滲（shèn）硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相（xiàng）沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處（chù）理。電鍍、化學鍍、刷（shuā）鍍是通（tōng）過電（diàn）化學或化學反應的方（fāng）法（fǎ），在工（gōng）件表麵形成合金鍍（dù）層，工藝不同。合金鍍層（céng）性能各異。就（jiù）耐（nài）磨抗咬合用途，目前（qián）應用較多的是（shì）鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這（zhè）些方法有時可以取得一定（dìng）的效（xiào）果。這類表麵處理（lǐ）存在（zài）的問題是一方麵（miàn）由於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在（zài）負荷較大（dà）的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落（luò），其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，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（cóng）而改變了工件表麵的成分和（hé）組織結構，並賦予工件不同（tóng）的物理、化學和機械性能。化學熱處理（lǐ）的種類（lèi）很多，根據所滲元素不同（tóng）分類為：各種滲碳、各種（zhǒng）滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種金屬等。以耐磨、減（jiǎn）摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是（shì）：滲碳、滲氮、滲（shèn）硼、滲硫幾種（zhǒng）。

采用合適的（de）模具材料輔以滲氮、滲硼（péng）等化學熱（rè）處（chù）理往往具有較（jiào）常規鋼（gāng）製模（mó）具高得多（duō）的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝（yì）方法的情況下，這不適為一（yī）種較好的選擇，也是較常用的（de）方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具（jù）有很高的抗拉傷性能，但由（yóu）於其硬化效果有限（xiàn）(一（yī）般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性有限（xiàn），而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以（yǐ）在大批量生產過程中滲氮（dàn）處理往往（wǎng）還無法滿足生產要求。就滲硼（péng）工藝而言，其硬化層硬度（dù）可達1800 HV，耐磨性（xìng）較高，但依據經驗，滲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（shāng）性能較差是（shì）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（jiǎn）牽陛能（néng），在一些場合也取得了較好（hǎo）的效果，但對於負（fù）荷較大（dà）的成形類模（mó）具，效（xiào）果有（yǒu）限。表（biǎo）麵超硬化處理是指化學氣相（xiàng）沉積(L、，D)、物（wù）理氣相沉積(Ev'D)、物理化學（xué）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可以在（zài）工件表麵形成（chéng）2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具有極高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（céng）處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方（fāng）法。而經物理氣相沉（chén）積(PVD)和物理化學（xué）氣相沉積(PCVD)的工（gōng）件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐（nài）磨（mó）、抗拉傷性能，但由於其膜（mó）基結合力較CYD和TD覆層處（chù）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（huà）層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳（tàn）氮化鈦( )之類的（de）材（cái）料、具（jù）有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其（qí）膜基結合力很高，具有（yǒu）比一般模（mó）具材料或經其他表（biǎo）麵處（chù）理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠（gòu）數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大（dà）．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不（bú）慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應（yīng）甩，而主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程（chéng）中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件（jiàn）表麵形成一層數微米至數（shù）十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層（céng）處（chù）理的主要特點是：

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

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

③ID覆層處（chù）理後可以直接進行淬火．這一點特別適合於各類模具（jù）鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模（mó）具上采用該技（jì）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（jīn）更好的效果。由於ID覆（fù）層處（chù）理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無（wú）公害，目前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已（yǐ）有數十家單位對該技術進行過研究。通過（guò）十餘年（nián）的科研和實踐．已使該技術達（dá）到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電（diàn）、五餘製（zhì）管、冶（yě）金等行（háng）業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶金（jīn）等類（lèi）模具（jù）上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工（gōng）件及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體（tǐ）的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以（yǐ）采用硬（yìng）質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進（jìn）行化學（xué）氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以（yǐ）"ID覆層處理性（xìng）價比最高。

總之：工（gōng）件拉傷問題是粘著磨損的（de）結果，解決工件拉（lā）傷問題的方法較多，應根據具體情況（kuàng）予以選（xuǎn）擇。一般情況下．采（cǎi）用硬質合金為模具材料（liào），對模具凸、凹模（mó）表（biǎo）麵（miàn）進（jìn）行化學氣相沉積和TD覆層（céng）處理（lǐ）足解決工件及模具（jù）凸、凹模表麵拉傷問題最有（yǒu）效最經濟的方法。