五金模具拉傷的（de）原因及解決措施

工（gōng）件成形過程中拉傷產生的原（yuán）因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）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、凹（āo）模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進（jìn）行仔細研磨加工，並加強生產（chǎn）環境的（de）管（guǎn）理。

二是由於（yú）工件表麵與模（mó）具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產（chǎn）中最常見的又不容易解決的一種（zhǒng）狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損（sǔn）的（de）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（zhào）減小粘著磨損的基（jī）本原則（zé），通過改變接觸副的性質作為出發點。以下（xià）就構成此對接觸副的三方（fāng），即被成形工件的原材料方麵、工（gōng）件與模具之間、模具方麵分別予以分（fèn）析。

1. 通過對原材料進（jìn）行（háng）表麵處理（lǐ），如對原材料進行磷（lín）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，並需要添加另外的生產設備和增加生產工（gōng）序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應用（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。對於生產線，通過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膜，影響（xiǎng）生產效率，此方法（fǎ）一般成（chéng）本也很高，還（hái）會產生（shēng）大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方（fāng）法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加（jiā）劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷（shāng）問題。

3. 模具方麵通過改（gǎi）變模具凸、凹（āo）模材料或對模具凸（tū）、凹模進（jìn）行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接（jiē）觸副性（xìng）質發生改變。實踐表明（míng），這（zhè）是解決拉傷問題經濟而（ér）有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模（mó）材料（liào）入手解決工件的拉傷問（wèn）題（tí），可以采用硬質合金（jīn），一般情（qíng）況下，由這（zhè）種材料（liào）製作的凸、凹（āo）模抗拉傷性能（néng）很高，存在的問題是材料成本高，不（bú）易加工，對於較（jiào）大（dà）型的模具，由於燒製大（dà）型硬（yìng）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（yìng）質（zhì）合金性脆，搬運、安裝（zhuāng）使（shǐ）用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而（ér）報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的碳化鎢顆（kē）粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆（kē）粒的耐磨抗咬合性能很高（gāo），而鈷相由於硬（yìng）度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會（huì）優先磨（mó）損，使凸、凹模（mó）表麵形成凹凸不平，如此生產（chǎn）出來的工件表麵（miàn）也會出現拉痕，此（cǐ）時需對模（mó）具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適（shì）的銅基合金也可解（jiě）決工件的（de）拉傷問題，但銅基（jī）合金一般硬度較低，易出現磨損超差（chà），在大批量生產的情況（kuàng）下，這種材料（liào）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（dà）量采用（yòng）了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題（tí），要徹底解決（jué）拉傷問題需輔（fǔ）以滲氮，鍍硬鉻等（děng）表麵處（chù）理。但如此（cǐ）製作的模具往往壽命（mìng）比較短，在使用（yòng）一段時間後（hòu），如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通（tōng）過（guò）對模具（jù）進行表麵處理（lǐ）特（tè）別是對模具凸、凹模進行表麵（miàn）超硬（yìng）化處理是解決工件表麵拉傷（shāng）問題經濟而有效的方法。表麵處（chù）理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳（niè）磷（lín）、刷鍍特種合金等；化學熱處理（lǐ）方麵有各類滲氮、滲硼、滲（shèn）硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉（chén）積(VVD)、物（wù）理化學氣相沉（chén）積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形（xíng）成合金鍍層，工藝（yì）不同。合金鍍層性能各異。就耐（nài）磨抗咬合用途，目前應用較多（duō）的是鍍硬鉻、化學鍍鎳（niè）磷、刷（shuā）鍍鎳（niè）鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方法有時可以取得一定的（de）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（de）硬度較低，容易出現磨損（sǔn），而鍍層（céng）一旦（dàn）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（chǎng）合，有（yǒu）時使（shǐ）用幾次鍍層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學熱（rè）處理是將工件（jiàn）放入含某種或某幾種化學元素的介質（zhì）中加熱保溫，通過工件（jiàn）與介（jiè）質的（de）物理（lǐ）化學作（zuò）用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵（miàn），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（zhī）結構，並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（jù）所滲元素不同分類為：各種滲碳、各（gè）種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼（péng）、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐（nài）磨、減摩、抗拉（lā）傷為目的的（de）化學熱處理（lǐ）目（mù）前常（cháng）用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲（shèn）硫幾種。采用合適的（de）模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有（yǒu）較（jiào）常規鋼（gāng）製模具高得多的（de）抗拉傷性能。在缺乏其他（tā）表麵處理工藝（yì）方法的（de）情況下，這不適為（wéi）一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮（dàn）處理而言，滲氮的化合物層具（jù）有很高的抗拉傷性（xìng）能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以（yǐ）下)，且（qiě）化合（hé）物層較薄(10 V-m左右)，其（qí）耐（nài）磨性有（yǒu）限，而（ér）化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過（guò）程中滲（shèn）氮處理（lǐ）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1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定（dìng）性和滲（shèn）硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術在成形類模具上應用的幾個（gè）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（dàn）對於（yú）負荷較大的成形類模具，效果有（yǒu）限。表麵超硬化處（chù）理是（shì）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（jī）(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是（shì）都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐（jiàn）證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆（fù）層處理技術（shù）是目前解決工件拉傷（shāng）效果最好的方（fāng）法。而經物理（lǐ）氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積（jī）(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵（miàn）硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能（néng），但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往（wǎng）在使用過程（chéng）中過甲（jiǎ）j脫落，發（fā）揮不出（chū）表麵超硬化層的性能（néng）特點，因此（cǐ）這（zhè）兩種方法除在載荷較小的情況下有可能具有效（xiào）果J'l、，一般（bān）的成形類模具很難有滿意（yì）的效果。

（3）化學氣相沉（chén）積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜（mó）基結合力很高，具有比一般（bān）模具（jù）材料或經其他（tā）表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍（bèi）至幾十倍地（dì）提高（gāo）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（wán）以後．需另外重新加熱淬火（huǒ）。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度（dù）下加熱會氧化．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（yīng）用於硬質合金等無（wú）相變的材料。此外（wài）．CVD處理過程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（guò）熱擴散作用於工（gōng）件表麵形成一層數微米至數十微（wēi）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（dá）3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗（kàng）拉傷、耐蝕等性能；

②由於（yú）是通過擴散（sàn）形成的，所以覆層與基體具有冶金結合，這一點在成形（xíng）類模具上的（de）應用極其重要；

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

大量的實踐證明（míng）。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法（fǎ）比擬的使用效果，在一些場合（hé）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（běn）較低．無公害，目前該技（jì）術在日本、美國等都已得到（dào）廣泛（fàn）的應（yīng）用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前（qián）已（yǐ）有數十家單位對該技術進行過研究（jiū）。通過十餘年的科（kē）研和實踐．已使該技術達到（dào）長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極（jí）優的使用效果。綜上所述，解決工件及（jí）模具凸（tū）、凹模（mó）表麵拉傷問題的（de）方法（fǎ）很多，對於具體的個案，應（yīng）根（gēn）據工件（jiàn）和載荷大小、生產批量、被加工材（cái）料的種類等情況（kuàng）選（xuǎn）擇相應（yīng）的方法。在（zài）所有解決拉傷問題的（de）方法中，以（yǐ）采用硬質合金為模（mó）具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學（xué）氣相沉積(CVD)、TD覆（fù）層處理（lǐ）為（wéi）最好。其中又以"ID覆層處（chù）理性價比最高。

總之：工件拉（lā）傷問（wèn）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．采用硬（yìng）質合金為（wéi）模具材料，對模具（jù）凸、凹模表（biǎo）麵進行化（huà）學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件

及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題（tí）最有效最經濟的方法。