五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要（yào）有以（yǐ）下兩種：

一是由於模（mó）具（jù）凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或（huò）被成（chéng）形材料與模具凸、凹模表麵之間夾（jiá）雜其他硬質顆粒（lì），都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損（sǔn），解決方（fāng）法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研（yán）磨加工，並加（jiā）強生產環境的管理。

二是由（yóu）於（yú）工件表麵與模具凸、凹模（mó）表麵粘（zhān）著磨（mó）損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又（yòu）不容易解（jiě）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（mó）損的一些基本措施。解決模具及工件成形（xíng）過（guò）程中的拉傷（shāng）問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（zhì）作為出發點。

以下就構成此對接觸（chù）副的（de）三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間（jiān）、模具方麵分別予以分析（xī）。

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

2.在（zài）模具與成形材料之間加一層PVC之（zhī）類的薄膜，有時（shí）也可以（yǐ）解決工件的拉傷問題（tí）。對於生（shēng）產線（xiàn），通過機構可以達到連續供給薄膜，而對（duì）於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產（chǎn）效率，此方法一般成本也很高（gāo），還會產（chǎn）生大（dà）量廢料，對於（yú）小批量的大型工件的生產（chǎn）采用此種方法是可取（qǔ）的。在一些成形負（fù）荷很小的場合，有（yǒu）時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添（tiān）加劑的潤（rùn）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具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質發生（shēng）改（gǎi）變。實踐表明（míng），這是解（jiě）決（jué）拉（lā）傷問題（tí）經濟（jì）而（ér）有效的方法，也是目前（qián）廣泛采用的方法。

（1）從（cóng）模（mó）具凸、凹模材料入手解（jiě）決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金（jīn），一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模（mó）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。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊（kuài）或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆（kē）粒和軟的粘結（jié）相鈷（gǔ）所組成，硬質碳化鎢顆粒（lì）的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於（yú）硬度很低，耐磨（mó）性能較差，使用過程中鈷相會優先（xiān）磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不（bú）平，如此生產出來的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（fāng）可進行再生（shēng）產。采用合（hé）適的銅基合（hé）金也可解決工件的拉傷問題，但銅基（jī）合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低（dī）。對於較大型的模具，如汽（qì）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（gōng）件的拉傷，無法消除拉傷問（wèn）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（cǐ）製作的模（mó）具往往壽命比較短，在使用一段時間後，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（chù）理（lǐ）特別是對（duì）模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是（shì）解決工件表麵拉傷問題經濟而有（yǒu）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、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍（dù）特種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮（dàn）、滲硼、滲硫等；表（biǎo）麵超硬化（huà）處理（lǐ）方麵有化（huà）學氣相（xiàng）沉積（jī）(CVD)、物理氣相沉積（jī）(VVD)、物理化（huà）學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是（shì）通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵（miàn）形成合金鍍層，工藝不（bú）同（tóng）。合金鍍層性能各異。就耐磨（mó）抗咬合用（yòng）途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型（xíng）模具（jù）采（cǎi）用這些方法有時可以取得一定的效果（guǒ）。這類（lèi）表麵處理存在的問題（tí）是一方麵由於（yú）表麵硬化層的（de）硬度較低，容易出現磨損，而（ér）鍍層（céng）一旦（dàn）磨損，拉傷又會出現。另（lìng）一方麵，鍍層與基體材（cái）料機械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就（jiù）會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學（xué）熱處（chù）理是將工件放入含某種（zhǒng）或某幾種化學元素的介質中加熱（rè）保溫，通過工件與介質的物理（lǐ）化學（xué）作用，將這種或（huò）這幾種元素滲入工件表（biǎo）麵，然後以適（shì）當（dāng）的方式冷卻，從而（ér）改變了工（gōng）件表麵的成分和組織結構，並賦予工（gōng）件不同的物理、化（huà）學和機械（xiè）性能。化學熱處理的種類很（hěn）多（duō），根據所滲元素不同分類為（wéi）：各種滲（shèn）碳、各種滲氮、各種氮碳或（huò）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、抗拉傷為目的（de）的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲硫幾（jǐ）種。

采用（yòng）合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其（qí）他表麵處理工藝方法的情況下，這不適為一種較好的（de）選擇，也是較常（cháng）用的方法。就滲氮（dàn）處理（lǐ）而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其（qí）硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性（xìng）有限，而化合物層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）較大以（yǐ）及（jí）滲硼層抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術（shù）在成形類模（mó）具（jù）上應用的幾個重要因素。滲硫（liú）技術具有（yǒu）較高（gāo）的減牽陛能，在一些（xiē）場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大（dà）的成形類（lèi）模具，效果（guǒ）有限。表（biǎo）麵超硬化處（chù）理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理（lǐ）氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層（céng）處理。這（zhè）幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具有極高的耐磨抗咬合（hé）等性能。實踐（jiàn）證（zhèng）明，化學氣（qì）相沉（chén）積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好（hǎo）的（de）方法。而經物（wù）理氣相沉（chén）積(PVD)和物理化學氣（qì）相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表麵硬化層也具有極高（gāo）的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能（néng）特點，因此這兩種方法除在（zài）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（mǎn）意的效果（guǒ）。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材（cái）料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結（jié）合力很高，具有比一（yī）般模具材料或經其他表麵處理後（hòu）高得多的耐磨、抗（kàng）拉份陛能（néng）。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（shàng）件CVD處理完以後．需另外重（chóng）新加熱淬火。而表麵沉積層在（zài）空氣中於400～500℃以上的（de）溫度下加熱會（huì）氧化．因此後續工序要求嚴格，稍（shāo）有不慎，表（biǎo）麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約（yuē）了其在鋼模上的（de）應甩，而主要（yào）應用（yòng）於硬質（zhì）合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的（de）排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國（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（gōng）件表麵形成一層數（shù）微米至數十微米的（de）碳化釩覆（fù）層。

"ID覆層處理的主要特點是：

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

②由於是（shì）通（tōng）過擴散（sàn）形成的（de），所（suǒ）以覆層與基體具有冶金結合，這一點在成形類模具（jù）上的應用極其重要；

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

大量的實踐證（zhèng）明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使（shǐ）用效果，在一（yī）些場合具有比硬質合金更好的效果（guǒ）。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無公害，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（shǐ）研究該技術．到目前已有數十家單（dān）位對該技術（shù）進行過研究。通過（guò）十餘年的科研和實踐．已使該技（jì）術達到（dào）長（zhǎng）期穩定生產的要求（qiú）．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管（guǎn）、冶金等行業（yè）的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓（yā）成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效（xiào）果。綜上所述，解決工件及模（mó）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（gōng）件和載荷（hé）大（dà）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（yǒu）解決拉（lā）傷問題的方法中，以采用硬質合（hé）金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處理（lǐ）性價比最高。

總之：工（gōng）件拉傷問題是粘著磨（mó）損（sǔn）的結果（guǒ），解決工（gōng）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）硬質合金為模具材料，對模具凸（tū）、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層（céng）處理足解決工（gōng）件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。