五（wǔ）金模具拉傷的原因及解（jiě）決措施

工件成形過程（chéng）中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由（yóu）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具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒（lì），都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機（jī）械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行（háng）仔（zǎi）細研磨加工，並加強生產環境的（de）管（guǎn）理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損（sǔn）而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解（jiě）決的一種狀況，以下詳細分析（xī）粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一（yī）些基本措施。解決模具（jù）及工件成形過程中的拉傷問（wèn）題應依照減小粘（zhān）著磨損的基本（běn）原則，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（fù）的三方，即被成形工件的原材料方（fāng）麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行（háng）表麵處理，如對原材料進行磷化、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（shǔ）膜層，可以大大減輕或消（xiāo）除工件的拉傷，這種方法往（wǎng）往成本較（jiào）高，並需要添加另外的生（shēng）產設備和增加生產工序（xù），盡管這種方法有時有些效果，實際生產中（zhōng）應用（yòng）卻很少。

2.在（zài）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（yǐ）達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張（zhāng）薄膜，影響生（shēng）產效率，此方法一般成本也很高（gāo），還會產生大量廢料，對於小（xiǎo）批量的大型工件的生產采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合（hé），有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑（jì）的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題（tí）。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對（duì）模具凸、凹模（mó）進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模（mó）這對接觸副性質發生改變。實踐表（biǎo）明（míng），這是解決拉傷問題經濟（jì）而有效的方法，也是目前廣泛采用（yòng）的（de）方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般（bān）情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷（shāng）性能很高，存在的（de）問題是材料成本（běn）高，不易加工，對（duì）於較大型的模（mó）具（jù），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（néng）出現開裂，成材（cái）率低，有些幾乎難以成形。此外（wài）硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都（dōu）要極（jí）其小心，稍（shāo）有不慎就有可能出現（xiàn）崩塊或開裂而報廢。另（lìng）外，由於（yú）硬質（zhì）合（hé）金的組織結構是由硬（yìng）質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成（chéng），硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬（yìng）度很低，耐磨性（xìng）能較差，使用過程中鈷相（xiàng）會優先磨損，使凸、凹模表麵（miàn）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、凹模表麵進行研磨拋（pāo）光後方可進行再生產。采用合（hé）適的（de）銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度（dù）較低，易出（chū）現磨損超差，在大（dà）批量生產的情況下，這種（zhǒng）材料的（de）性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋（gài）件（jiàn）的成形模具，大（dà）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（shāng）問題，要徹底解（jiě）決拉傷問題需輔（fǔ）以滲氮，鍍硬鉻（gè）等表麵處理。但（dàn）如此製作的模具往往壽命比較短，在使用一段（duàn）時間後（hòu），如出現拉傷，又需修模（mó）並重新進行表麵處理（lǐ）。

（2）通過對模具進行表麵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麵（miàn）拉傷問題經濟而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方（fāng）麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）特種合金（jīn）等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵（miàn）超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷鍍是通過電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（shuā）鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或（huò）大型模具采用這些方法（fǎ）有時可以取（qǔ）得一定的效果（guǒ）。這類表麵（miàn）處理存（cún）在的問題是一方麵由（yóu）於表麵硬化層的硬度較低（dī），容易（yì）出現磨損（sǔn），而鍍層一旦（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（hé）較大的場合，有時使（shǐ）用幾次鍍層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝落，其功效（xiào）也就失去。化學熱處（chù）理是將工件放入含某種或某幾種化學（xué）元（yuán）素的介質中加熱（rè）保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而（ér）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、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲硼、滲硫、滲（shèn）鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種金屬等。以（yǐ）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（shèn）硼、滲硫幾種。

采用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（dé）多的抗拉傷性能（néng）。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，也是較常用的方法。就滲氮處（chù）理而言，滲氮的化合物層具有（yǒu）很（hěn）高的（de）抗拉傷性能，但（dàn）由於其硬化效果有限(一般（bān）l200Hv以下)，且化合物（wù）層較薄（báo）(10 V-m左右)，其耐磨（mó）性有限，而化合物層一旦磨損，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（wú）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，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）較大以及滲（shèn）硼層抗拉傷（shāng）性能較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（shù）具有較高的（de）減牽陛（bì）能，在一些場合也取（qǔ）得了較好的效果，但對於（yú）負（fù）荷較大的成形類模具，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（fù）層處理。這幾種表麵處理的共（gòng）同特點是都可以（yǐ）在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有極高的耐磨（mó）抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(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（fǎ）。而經物理（lǐ）氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也（yě）可達到2 000-3 000 HV，甚至更高（gāo），表麵（miàn）硬化層也具有極高的耐磨、抗拉（lā）傷（shāng）性能（néng），但由於其膜基結合力較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，發揮不出表麵（miàn）超硬化層（céng）的性能特點，因此（cǐ）這兩種方法除在載荷較小的情況下有可能（néng）具有效果J'l、，一般的成形類模（mó）具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化（huà）鈦c)或（huò）碳氮化（huà）鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般（bān）模具材料或經其他表麵處理後高得（dé）多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模（mó）具的使用壽命。其（qí）缺點是（shì）處理溫度高．工件變形（xíng）大．上件CVD處（chù）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（de）溫度下加熱會氧化．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（huài）．嚴藿製約了其在鋼（gāng）模上的應甩，而主要應用於硬（yìng）質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程（chéng）中的排放物對環境汙染（rǎn）較大。"ID覆層處理國內又（yòu）名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散（sàn）作用於（yú）工件（jiàn）表麵形成一層數微米至數（shù）十（shí）微米的（de）碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬（yìng）度高．硬（yìng）度可達3000I-IV左右．具（jù）有極高的（de）耐磨、抗拉傷、耐蝕等性（xìng）能；

②由於是（shì）通過擴散形成（chéng）的，所以覆層與基體具有冶金結合，這（zhè）一點在成形類模具上的應用極其重要；

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

大量的實（shí）踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理（lǐ）無法比擬的使用（yòng）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（zài）日（rì）本、美國等（děng）都已得（dé）到廣泛的應用 國內70年代即（jí）已開始研究該（gāi）技（jì）術（shù）．到目前已有數十家單（dān）位對該技術進（jìn）行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該（gāi）技術達到（dào）長期穩（wěn）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、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了（le）極（jí）優的使用效果（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產（chǎn）批量、被加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷（shāng）問題的（de）方（fāng）法中，以采用硬質合金為（wéi）模具材料和對模具（jù）凸、凹模表麵進（jìn）行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中（zhōng）又以"ID覆層處理性價比最高（gāo）。

總（zǒng）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，應根據具體情況予以選擇（zé）。一般情況下．采（cǎi）用硬質合金為模具材料，對（duì）模具凸、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、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。