​五金模具拉傷的原因及解決措施（shī）

工件成形（xíng）過程中拉傷（shāng）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形材料與模（mó）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凸（tū）、凹模表麵形（xíng）成機械的磨損，解決方法是對模具（jù）凸、凹模表麵（miàn）進行仔（zǎi）細（xì）研磨加工，並加（jiā）強生產環境的（de）管理。

二是（shì）由於（yú）工件表麵與模（mó）具凸、凹模（mó）表麵粘著磨（mó）損（sǔn）而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容（róng）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（zhe）磨損的一些基本（běn）措施。解決模具及工件成形過程（chéng）中的（de）拉傷問題應（yīng）依照減小粘著磨損的（de）基本（běn）原則，通過改變接觸副的性質（zhì）作為出發點（diǎn）。

以下（xià）就構（gòu）成此對（duì）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（fāng）麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如（rú）對原材料進行磷（lín）化、噴塑或其他表麵處理，使（shǐ）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效果，實際生（shēng）產中應用（yòng）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（yú）生產線，通（tōng）過（guò）機構可以達到連續供給薄膜，而（ér）對於周期生產的衝壓設備，每生產一件（jiàn）工件需加一張薄膜（mó），影（yǐng）響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢（fèi）料，對於（yú）小批量（liàng）的大型（xíng）工件的生產采（cǎi）用此種方法是可取的（de）。在一些成形負荷很小的場合，有時通（tōng）過添加潤滑油或加EP(極壓)添（tiān）加劑的潤滑油就可以解決工（gōng）件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模（mó）具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使（shǐ）被成（chéng）形材料與凸（tū）、凹模這（zhè）對接（jiē）觸副性質發生改變。實踐表（biǎo）明，這是（shì）解決（jué）拉傷問題經濟而有（yǒu）效的方（fāng）法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模（mó）具凸、凹模材料入手解決工（gōng）件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材（cái）料成本高，不易（yì）加工，對於（yú）較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困（kùn）難，即使燒製成功，加工（gōng）過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些（xiē）幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬（bān）運、安裝使用過程（chéng）中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢（fèi）。另（lìng）外，由於硬質合（hé）金的組織結構是由硬質的碳化（huà）鎢（wū）顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬（yìng）質碳化鎢顆粒（lì）的耐磨（mó）抗咬合性能很高（gāo），而（ér）鈷相由（yóu）於（yú）硬（yìng）度很低，耐磨性能較差（chà），使用過（guò）程中鈷相（xiàng）會優先磨損，使凸（tū）、凹模表麵形成凹凸不平，如此（cǐ）生產出來的（de）工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金也可解（jiě）決工（gōng）件的拉傷問題，但銅基合（hé）金一般硬（yìng）度較低，易（yì）出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽（qì）車覆蓋件的（de）成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的（de）拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵（miàn）處理。但如此（cǐ）製作的模具往往壽命比較短，在（zài）使用一段時間後，如出（chū）現拉（lā）傷（shāng），又需修模並重新（xīn）進（jìn）行表麵處理。

（2）通過對（duì）模具進行表麵處（chù）理特別是對模（mó）具凸（tū）、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（gè）、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合（hé）金等；化學（xué）熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超（chāo）硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物（wù）理（lǐ）化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷（shuā）鍍是通過電化學或化學反應的方法（fǎ），在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性（xìng）能各異。就耐磨抗咬（yǎo）合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳（niè）鎢合金等。對於（yú）成形（xíng）負荷較輕或大型模具采用（yòng）這些方法有時可以取得一（yī）定的效果（guǒ）。這類表麵（miàn）處理存在（zài）的問題是一方麵由（yóu）於表麵硬（yìng）化（huà）層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層（céng）一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層（céng）與基體材料機（jī）械結（jié）合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦（dàn）剝（bāo）落，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（zhì）的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入（rù）工件表麵，然後以適當的方式冷（lěng）卻，從而改變了工件表麵的（de）成分和組（zǔ）織結構，並（bìng）賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各（gè）種（zhǒng）氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種（zhǒng）金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼（péng）、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲氮（dàn）、滲硼等化學熱（rè）處理（lǐ）往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性（xìng）能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況下，這不適為一種較好的選擇，也是較（jiào）常用的方法（fǎ）。就滲氮處理（lǐ）而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷（shāng）性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合（hé）物層較薄(10 V-m左右)，其（qí）耐磨性有限，而化合物層一旦磨損（sǔn），拉傷又會出現，所以在大批量生（shēng）產過程中滲氮處理（lǐ）往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝（yì）而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高（gāo），但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲（shèn）硼工件變形（xíng）較大以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約該技術在成（chéng）形類模（mó）具（jù）上應用的幾個重要因素。滲硫（liú）技術具有（yǒu）較高的減牽（qiān）陛能（néng），在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大（dà）的成形類模具（jù），效（xiào）果有限。表麵超硬化處（chù）理是指化學氣相沉積（jī）(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（shì）都（dōu）可以在工件表（biǎo）麵形（xíng）成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合（hé）等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理（lǐ）技術是目前（qián）解（jiě）決工件拉傷（shāng）效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學（xué）氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵（miàn）硬（yìng）度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極（jí）高的耐磨、抗（kàng）拉傷性能，但由於其膜基結（jié）合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層的性能特點，因此這兩種（zhǒng）方法除在載荷較（jiào）小的情況下有可（kě）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)或碳氮化鈦( )之類（lèi）的材料、具有極高的（de）硬度(3 000I-IV以上（shàng）)，加上其（qí）膜基結合力很高，具有比一般（bān）模具材料或（huò）經其他（tā）表麵處（chù）理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高（gāo）模具的使用壽命。其缺點是（shì）處理溫度高（gāo）．工（gōng）件變（biàn）形大．上件CVD處理完以後（hòu）．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（shāo）有不慎，表麵硬（yìng）化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而（ér）主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處（chù）理過程中的排（pái）放（fàng）物對環（huán）境汙（wū）染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩（fán）等。其原理是通過熱擴散作用於（yú）工件表麵形成一層數微米（mǐ）至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．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，所以覆層與基體（tǐ）具有冶金結合，這一（yī）點在成形類模具上的應用極其（qí）重要（yào）；

③ID覆層處理後可以直接進行淬（cuì）火．這一點特別適合於各類模具鋼（gāng）材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其（qí）他表麵處理（lǐ）無法比擬的使用效果（guǒ），在一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言（yán）比較簡單，成本較低．無公害，目（mù）前該技術在日本、美（měi）國等都已得到廣泛（fàn）的應用 國（guó）內70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技（jì）術達到長期穩定生產的（de）要求．並（bìng）已（yǐ）成功應用到汽車（chē）、家電、五（wǔ）餘製管、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷（lěng）鐓、粉末冶金等類模（mó）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（yú）具（jù）體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的（de）種類等情況選（xuǎn）擇相應的方（fāng）法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具（jù）材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積（jī）(CVD)、TD覆（fù）層處理為最好。其中又以"ID覆層處理（lǐ）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（jiàn）拉傷（shāng）問題的方法（fǎ）較多，應（yīng）根（gēn）據具體情況予（yǔ）以選擇。一般情況下．采用硬質（zhì）合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處（chù）理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最（zuì）經濟的（de）方法。