五（wǔ）金（jīn）模具拉傷的原因及解（jiě）決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主（zhǔ）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（píng）或（huò）被成（chéng）形材料與模具凸、凹模（mó）表麵之間夾雜其（qí）他硬質顆粒，都會在（zài）工件表麵（miàn）或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模（mó）具（jù）凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

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（chéng）的（de）拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一（yī）種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產（chǎn）生及減少（shǎo）粘著磨損的（de）一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問（wèn）題應依（yī）照減小粘著磨損的（de）基本原則，通（tōng）過改變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成（chéng）此對接觸副的三方，即被成形（xíng）工（gōng）件的原材料方麵、工件與模具之間、模（mó）具方麵分別（bié）予以分析（xī）。

1. 通過對原材料（liào）進行表麵處理（lǐ），如對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理（lǐ），使被成形（xíng）材料表麵形成一層（céng）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（bìng）需要添加另外的生產設備和（hé）增加生產工序，盡管這種方法有時有些效（xiào）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（jiā）一（yī）層（céng）PVC之類的薄膜（mó），有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構（gòu）可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一（yī）件工件需加一張薄膜，影響生（shēng）產效率，此方法一般成本（běn）也很高（gāo），還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生（shēng）產采用此種方法是可取的。在（zài）一些成形負荷很小的場合，有時通過（guò）添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑（jì）的潤（rùn）滑油就可以解決工件的拉傷問題。

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

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷（shāng）問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸（tū）、凹模抗拉（lā）傷性能很高，存在的問題（tí）是材料成本高，不易加工（gōng），對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合（hé）金塊較困（kùn）難，即使燒製成功，加工（gōng）過程中（zhōng）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（shèn）就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另（lìng）外，由於硬質合金的組織（zhī）結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和（hé）軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨抗咬合性能很高，而鈷相由（yóu）於硬度很低，耐磨性（xìng）能較差，使用過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使凸、凹（āo）模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現（xiàn）拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨（mó）拋光後（hòu）方可進（jìn）行再生（shēng）產。采用合適的（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較低，易出現（xiàn）磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的（de）性價（jià）比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋（gài）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，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻（gè）等表麵處理。但如此製作的（de）模具往往壽命比較短，在使用一段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表（biǎo）麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸（tū）、凹模進行表麵（miàn）超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經（jīng）濟而有效的方法。表麵處理方法有（yǒu）多種，比較常用的有：鍍層方（fāng）麵有（yǒu）鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱（rè）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)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化（huà）學或化學反應的方法，在工件表麵形成（chéng）合金鍍層，工藝不同。合金鍍（dù）層性能各異。就（jiù）耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍鎳鎢合金（jīn）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效果。這類表麵處理存（cún）在的問題（tí）是一方（fāng）麵由於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨（mó）損（sǔn），而鍍（dù）層（céng）一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現。另一（yī）方麵（miàn），鍍層與（yǔ）基（jī）體材料（liào）機械結合，在負荷較（jiào）大的（de）場合，有時（shí）使用（yòng）幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學熱處理是將工（gōng）件放入含某種或某幾種化學元素的（de）介（jiè）質中（zhōng）加熱保溫，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（jiàn）表麵，然後以（yǐ）適當的方式冷（lěng）卻，從而改變了工件表麵的成（chéng）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（bú）同分類為：各種滲碳、各種滲氮（dàn）、各種（zhǒng）氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲（shèn）硫（liú）、滲鋁、滲鋅、滲其（qí）他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用（yòng）的（de）是：滲碳（tàn）、滲（shèn）氮（dàn）、滲硼、滲硫幾種。

采（cǎi）用合適的模（mó）具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往（wǎng）具有較常（cháng）規（guī）鋼製模具（jù）高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他（tā）表麵處理工藝方（fāng）法的情況下，這不適為（wéi）一種較好的（de）選（xuǎn）擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言（yán），滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨（mó）性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大（dà）批量生產（chǎn）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（yán），其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲（shèn）硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）較大以及滲硼（péng）層抗（kàng）拉傷性能較差是製（zhì）約該技術在成形類模（mó）具上（shàng）應用的幾個（gè）重要因素。滲硫技（jì）術具有較高的減牽陛（bì）能，在一些場合（hé）也取得（dé）了較好的效果，但（dàn）對於負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覆層處理。這（zhè）幾種表麵處理的共同特點是（shì）都可以（yǐ）在工（gōng）件表麵形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具有極高的（de）耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相（xiàng）沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最（zuì）好的方法。而經物理（lǐ）氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉（chén）積(PCVD)的工（gōng）件，雖（suī）然其（qí）表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、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（shǐ）用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特（tè）點，因此這兩種方法除（chú）在載荷較小的情況下有可能具有效果（guǒ）J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化（huà）學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦（tài）( )之類的（de）材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模（mó）具材料或經其（qí）他表麵處理後高得多的耐磨、抗（kàng）拉份陛能。能（néng）夠數倍至幾十倍（bèi）地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工（gōng）件（jiàn）變形大．上件CVD處理完以（yǐ）後．需（xū）另外重新加熱淬火（huǒ）。而表（biǎo）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（gé），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）用於硬質合金等無相（xiàng）變的材料（liào）。此外．CVD處（chù）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（shèn）釩等（děng）。其原理是通過熱擴散作用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：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐（nài）磨、抗（kàng）拉傷、耐（nài）蝕（shí）等性能；

②由（yóu）於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶金結合（hé），這一點在成形類模（mó）具（jù）上的應用極其重要；

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

大量的實踐證明。在成形類（lèi）模（mó）具上采（cǎi）用該技術具有其他（tā）表麵處理無法比擬的使用效果，在一些場合具有比硬（yìng）質合金更好的（de）效（xiào）果。由於ID覆層處理（lǐ）技（jì）術的設備（bèi）相對而言比較簡單（dān），成本較低．無公害，目前（qián）該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代（dài）即已開始研究該技術．到目前已有數（shù）十家（jiā）單位（wèi）對（duì）該（gāi）技術（shù）進行過研究。通過（guò）十餘年的科研和實踐．已使該技術達到（dào）長期穩定生產（chǎn）的要求．並已成功應用（yòng）到汽車、家電、五餘製管、冶金（jīn）等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷（lěng）鐓、粉末冶金等類模具上，取得（dé）了極優的使用（yòng）效果。綜上（shàng）所述，解（jiě）決工件及模具（jù）凸、凹模（mó）表麵（miàn）拉傷問（wèn）題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷（hé）大小、生產批量、被加工（gōng）材（cái）料的（de）種類等情況選擇相應的方法。在所（suǒ）有（yǒu）解（jiě）決拉傷（shāng）問題的方法中（zhōng），以采用硬質合金為模具材料和對模具凸（tū）、凹模表（biǎo）麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處（chù）理為（wéi）最好。其中（zhōng）又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘（zhān）著磨損的結果，解決工（gōng）件拉傷問題的方法較多，應根據具體情（qíng）況（kuàng）予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣（qì）相沉積（jī）和TD覆層處理足解決工件及模具（jù）凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法（fǎ）。