五金模具拉傷（shāng）的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成（chéng）形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質（zhì）顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境（jìng）的管理。

二是由於工件表（biǎo）麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成（chéng）的拉傷，也是生產中最常見的又（yòu）不容易解決的一種狀況，以下詳（xiáng）細分析粘著磨損的產（chǎn）生及減少粘（zhān）著磨損（sǔn）的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依照減小粘著（zhe）磨損的（de）基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原（yuán）材料方（fāng）麵、工件與模具（jù）之間、模具方（fāng）麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵（miàn）處理，如對原材（cái）料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加（jiā）另外的生產設備和增（zēng）加（jiā）生產工序，盡管這種方法有時有些（xiē）效果（guǒ），實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過（guò）機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每（měi）生產一件工件需加一張薄（báo）膜（mó），影響生產效率，此方法一（yī）般成本也很（hěn）高，還會產生（shēng）大量（liàng）廢料（liào），對（duì）於小批量的大型工（gōng）件的生產采用此種方法是可取的。在一（yī）些成形負荷很小的場合，有時通過（guò）添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就（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（mó）材料或對模具凸、凹模（mó）進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模（mó）這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決（jué）拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料（liào）入手解決工件（jiàn）的拉（lā）傷問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗（kàng）拉傷性能（néng）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（dà）型硬質合金塊較困難（nán），即使燒製成功，加工過程中也有（yǒu）可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難（nán）以成形。此（cǐ）外硬質合金性脆，搬運（yùn）、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現（xiàn）崩塊或開（kāi）裂而報廢。另外，由於硬質合金（jīn）的組織結構是由硬質的（de）碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組（zǔ）成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於（yú）硬度很低，耐磨性（xìng）能較差，使用（yòng）過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會（huì）出現拉痕，此時需對模具凸、凹模（mó）表麵進行研（yán）磨拋光後方可進行再生產。采用合適的（de）銅基合金也可解決工件的拉（lā）傷問題（tí），但銅基合金一般（bān）硬度較低，易（yì）出現磨損（sǔn）超差，在大（dà）批量生產的情（qíng）況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題（tí），要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表（biǎo）麵處理。但如此製作的模具往（wǎng）往壽命比較短，在使用一段時間（jiān）後，如出（chū）現拉傷，又需修模並重新進（jìn）行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵（miàn）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（biǎo）麵拉傷問題（tí）經濟（jì）而有效的方法。表（biǎo）麵處理方（fāng）法有多種（zhǒng），比較常（cháng）用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種（zhǒng）合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵（miàn）超硬化（huà）處理方（fāng）麵有化學氣相沉積(CVD)、物（wù）理氣相沉積（jī）(VVD)、物（wù）理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電鍍、化學鍍、刷鍍（dù）是通過電化學或化學（xué）反（fǎn）應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金（jīn）鍍層性能各異。就耐（nài）磨抗咬（yǎo）合用途，目前應用較多的是（shì）鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具（jù）采用這些方法有時可以取得一定的效果（guǒ）。這類表麵（miàn）處理存在的問題是一方（fāng）麵由於（yú）表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損（sǔn），而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另（lìng）一方麵，鍍層與基體材料機（jī）械（xiè）結合，在負荷較大的場合，有時使（shǐ）用幾次鍍層就會（huì）剝落，而（ér）鍍層一旦（dàn）剝落，其功（gōng）效也就失去。化學熱處（chù）理是將工件放入含某種或某幾種（zhǒng）化（huà）學元素的介質中加熱保溫，通（tōng）過工件與介質的物理化（huà）學作用，將這種或這幾種元素滲入工件（jiàn）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組織結構，並賦予工件不同的物理、化學（xué）和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同（tóng）分類為：各（gè）種滲碳、各種滲氮、各（gè）種氮（dàn）碳或碳（tàn）氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲（shèn）其他各種金屬等（děng）。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的（de）的化學熱處理目（mù）前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。采用合適的模（mó）具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有（yǒu）較常規鋼製模具高得多的（de）抗拉傷性（xìng）能。在缺乏其他表麵處理工藝方法（fǎ）的情況下，這不適（shì）為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化（huà）合物（wù）層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬（yìng）化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄（báo）(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（huì）出現，所以在大批量生產過（guò）程中（zhōng）滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼（péng）工藝而言（yán），其（qí）硬化層硬度可達1800 HV，耐磨（mó）性較（jiào）高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大以（yǐ）及滲硼層抗拉傷性能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（jiǎn）牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形（xíng）類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的（de）共同特點是都（dōu）可以在工（gōng）件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極（jí）高的（de）耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學（xué）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（xiàng）沉積(PVD)和物（wù）理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度（dù）也可達到（dào）2 000-3 000 HV，甚（shèn）至更高，表麵硬（yìng）化層也具有極高的耐磨、抗拉傷（shāng）性能，但由於其膜基（jī）結合力較（jiào）CYD和TD覆層處理差距（jù）較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發（fā）揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這（zhè）兩種方法除在（zài）載（zǎi）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（nán）有滿意的效果。

（3）化學氣相沉（chén）積(CVD)的碳化鈦（tài）c)或（huò）碳氮（dàn）化鈦（tài）( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其（qí）膜基結合力很高，具有比（bǐ）一般模具（jù）材料（liào）或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠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．上件CVD處（chù）理完以（yǐ）後．需另外重新加熱淬火（huǒ）。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫（wēn）度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴（yán）格，稍（shāo）有（yǒu）不慎，表（biǎo）麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其（qí）在鋼模上的應甩，而主要應用（yòng）於硬質合金等無相（xiàng）變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理（lǐ）國內又名熔鹽滲金屬（shǔ）、滲（shèn）釩等。其（qí）原理是通過熱擴散（sàn）作用於工件表麵形成一層數（shù）微米至數十微米的碳化釩覆層。"ID覆層處理的主要（yào）特點是（shì）：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐（nài）磨、抗（kàng）拉傷、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結合（hé），這（zhè）一點在成形類（lèi）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。在成形類模具上采（cǎi）用該技術具有其他表麵（miàn）處理無（wú）法比擬的使用效果，在一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層（céng）處理技（jì）術的設備相對而言比（bǐ）較簡單，成本較（jiào）低．無公害，目前該技術在日本、美國等都（dōu）已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始（shǐ）研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過（guò）研究。通（tōng）過十餘年的科（kē）研和（hé）實踐．已使（shǐ）該技術達到長期穩定生（shēng）產的要求．並（bìng）已成功應用到（dào）汽車、家電、五餘（yú）製管、冶金等行業的拉伸、彎（wān）曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶（yě）金等類模具上，取得（dé）了極優的使用（yòng）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（hěn）多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批（pī）量、被加工材料的種類（lèi）等情況（kuàng）選擇相應（yīng）的方法。在所有（yǒu）解決拉傷問題的方法中，以（yǐ）采用（yòng）硬質合金為模具材（cái）料和（hé）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（hǎo）。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件（jiàn）拉傷問題是粘著磨損的結果，解決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（yòng）硬質（zhì）合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行（háng）化學氣（qì）相沉積和TD覆層處理足解決工件

及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。