五金模具（jù）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主要有以下兩種：

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

二是由於（yú）工件表麵（miàn）與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容（róng）易解（jiě）決的一種狀況，以（yǐ）下詳（xiáng）細（xì）分析粘著磨（mó）損的產生及減少（shǎo）粘著磨損的一些基（jī）本措施。解決模具及工（gōng）件成形過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則（zé），通過改變接觸副的（de）性質作為出發點。

以下就構成此對接觸副的三方，即被（bèi）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（fèn）析。

1. 通過對原材料進行表麵處（chù）理，如對原（yuán）材料進行磷化（huà）、噴塑或其（qí）他表麵（miàn）處（chù）理，使被成形材料表麵形成一層非金（jīn）屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方（fāng）法往（wǎng）往（wǎng）成本較高，並需要添加另外的生產（chǎn）設備和增加生產工序（xù），盡（jìn）管這（zhè）種方法有時有些效果，實際生產（chǎn）中應用卻很少。

2.在模具與成（chéng）形材料之間加一層（céng）PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件（jiàn）的拉傷問（wèn）題。對於（yú）生產線，通過機（jī）構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝（chōng）壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率（lǜ），此（cǐ）方法一般成本也（yě）很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件（jiàn）的生產采用此種方（fāng）法是可取的。在一些（xiē）成形負荷很小的（de）場合，有時通過添加潤滑油或加（jiā）EP(極壓)添加劑的潤滑油就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（mó）進行表麵（miàn）處理，使被成形（xíng）材料與（yǔ）凸、凹模這對接觸副性質（zhì）發生改變。實（shí）踐表明，這是解決拉傷問（wèn）題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法（fǎ）。

（1）從模（mó）具凸、凹模材料入手解決工件（jiàn）的拉傷問題，可以采用硬（yìng）質合金，一般情況下，由（yóu）這種材（cái）料製作的凸、凹模抗拉（lā）傷性（xìng）能很高，存（cún）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（kuài）較困難（nán），即使燒製（zhì）成功，加工過程中也有可能出現開裂，成（chéng）材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過（guò）程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢（fèi）。另外，由於硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的碳（tàn）化鎢顆粒和軟的粘（zhān）結相鈷所（suǒ）組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨（mó）抗咬合性能很高（gāo），而鈷相由（yóu）於硬度很低，耐磨性能較差（chà），使用過程中鈷（gǔ）相（xiàng）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出現拉（lā）痕，此時需對（duì）模具凸、凹（āo）模表麵進行研磨拋光後（hòu）方可進（jìn）行再生（shēng）產。采（cǎi）用合適的銅基（jī）合金也可解決（jué）工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度（dù）較低，易出現磨（mó）損超差，在大批量生產的情（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（zhù）鐵，鑄鐵隻能（néng）減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題（tí）需輔以滲氮，鍍硬鉻等表（biǎo）麵處（chù）理。但如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用（yòng）一段時間後，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（jù）進行表麵（miàn）處理特別是對模具凸、凹（āo）模進行表麵超硬化（huà）處理是解決工件表麵拉傷問題（tí）經濟而有效的方法（fǎ）。表麵處理方法有多（duō）種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；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)、物理化學氣相沉（chén）積(PvD)、"ID覆（fù）層處理。電鍍（dù）、化學鍍（dù）、刷鍍是通過（guò）電（diàn）化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍（dù）層，工藝（yì）不同。合（hé）金鍍層性能各（gè）異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是（shì）鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷（shuā）鍍鎳鎢（wū）合金等。對（duì）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。這類表麵處理存在的問題是一方麵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，在負荷較大的場合，有（yǒu）時使用幾次鍍層就會剝落，而（ér）鍍層一旦剝落，其功（gōng）效（xiào）也就失去。化學（xué）熱處理是（shì）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（zhè）種或這幾種元素滲入工件表麵（miàn），然後以適當的（de）方式（shì）冷卻，從而改變（biàn）了工件表麵的成分和組織結構，並賦予（yǔ）工件不同的物理、化學和機（jī）械性能。化學熱處理（lǐ）的種類很多，根據所滲元素不同（tóng）分類為：各（gè）種滲碳、各（gè）種滲氮、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、減摩、抗拉傷為目的的化（huà）學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲（shèn）硫幾種。

采用（yòng）合（hé）適的模具（jù）材料輔以滲氮、滲硼等化（huà）學熱處理往往具有（yǒu）較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏（fá）其他表麵處理工藝方法的情況下，這不適為一種較好（hǎo）的選擇，也是較常（cháng）用的（de）方法。就（jiù）滲（shèn）氮（dàn）處理（lǐ）而言，滲氮的化合物層（céng）具有很高的抗拉傷性能（néng），但由於其硬（yìng）化效果有限(一般l200Hv以（yǐ）下)，且化合（hé）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，拉傷又會出現（xiàn），所以在大（dà）批量生產過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要（yào）求。就滲硼（péng）工藝而（ér）言，其硬化層硬度（dù）可達1800 HV，耐（nài）磨性較高，但（dàn）依據經驗，滲硼質量的穩定（dìng）性和滲硼工件變形（xíng）較大以及滲硼（péng）層抗拉傷性能較（jiào）差是製約該技術在成形類模具上應用的（de）幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較（jiào）好（hǎo）的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬（yìng）化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化（huà）學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處（chù）理。這幾種表麵處（chù）理的共同特點（diǎn）是都可（kě）以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並（bìng）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覆層處理技術是（shì）目前解決工件拉（lā）傷效（xiào）果最好（hǎo）的方法。而經物理氣（qì）相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件（jiàn），雖然（rán）其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚（shèn）至更（gèng）高，表麵（miàn）硬化（huà）層（céng）也具有極高（gāo）的耐磨、抗（kàng）拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理（lǐ）差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮（huī）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（xiǎo）的情況下有（yǒu）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（jī）(CVD)的碳化（huà）鈦c)或碳（tàn）氮化鈦( )之類的材料、具有（yǒu）極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高（gāo），具有比一般模具材（cái）料或經其他表麵處（chù）理後高得多的耐磨、抗拉份陛（bì）能。能夠數倍至幾十倍地提高模具（jù）的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以（yǐ）後（hòu）．需另外重新加熱淬火。而（ér）表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下（xià）加（jiā）熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排（pái）放物對環（huán）境汙染（rǎn）較大。"ID覆層處理（lǐ）國內又名（míng）熔（róng）鹽滲金屬、滲釩（fán）等。其原理是通過熱擴散（sàn）作用（yòng）於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是（shì）：

①覆層硬度高．硬度可（kě）達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐（nài）蝕等性能；

②由於是通過擴（kuò）散形成的，所以覆層與基體具有（yǒu）冶金結合，這一（yī）點在（zài）成形類模具上（shàng）的（de）應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接（jiē）進行（háng）淬火（huǒ）．這一點特別適合於各類模具鋼材（cái）；④ID覆層處理可以（yǐ）重複進行。

大量（liàng）的實（shí）踐證明（míng）。在成形（xíng）類模具上（shàng）采用該（gāi）技術具有其他表麵處理（lǐ）無（wú）法比擬（nǐ）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覆層處理（lǐ）技術的設備相對而言（yán）比較簡（jiǎn）單，成本較低．無（wú）公害，目前該技術在日本、美國等（děng）都已得到廣泛（fàn）的應用 國（guó）內70年代即（jí）已開始研究該技術．到目（mù）前（qián）已有數（shù）十家單位對該技術進行過（guò）研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生（shēng）產的要求．並已成功應用到汽車（chē）、家電、五餘製管、冶金等行業的（de）拉（lā）伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶金等（děng）類模具（jù）上，取得了（le）極優的使用效（xiào）果。綜（zōng）上所述（shù），解決工件及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷（shāng）問題的方法很多，對於具體的個（gè）案，應根據（jù）工件和載（zǎi）荷大（dà）小、生產批量、被加工（gōng）材（cái）料（liào）的種類（lèi）等情況選擇相應（yīng）的方法。在所有解決（jué）拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模（mó）具材料和（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（zuì）好。其中又（yòu）以"ID覆層處理性價比（bǐ）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較多，應（yīng）根據具體情況予以選擇。一般情況下．采（cǎi）用硬質（zhì）合金為模（mó）具材料，對模（mó）具凸（tū）、凹模表麵進行化學氣（qì）相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷問（wèn）題最有效最經濟的方法。