​五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程（chéng）中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸（tū）、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，都會在工件表麵或模具凸（tū）、凹模表麵形成機械的（de）磨損，解決方法是對（duì）模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強（qiáng）生產環境的（de）管理。

二是由（yóu）於工件（jiàn）表麵與（yǔ）模具凸、凹（āo）模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常（cháng）見的又不容易解決的（de）一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措（cuò）施。解決模具及工件成形過程中的（de）拉傷問題應依照減小粘著（zhe）磨損的基本（běn）原則（zé），通過改變接觸副的（de）性質（zhì）作為出發點（diǎn）。

以下就構成此對接（jiē）觸（chù）副的三方，即被成形工件的原（yuán）材料方麵、工件與模具之間、模具（jù）方麵分別予以（yǐ）分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對（duì）原材料進行磷化、噴塑（sù）或其（qí）他表麵（miàn）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（běn）較高，並（bìng）需要添加（jiā）另外的生產設備（bèi）和增（zēng）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。

2.在模具與成形材料之間加一（yī）層（céng）PVC之類的薄膜，有時（shí）也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通（tōng）過機構可以達（dá）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，此（cǐ）方法一般成本也很高，還會（huì）產生大（dà）量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方法是可取的（de）。在（zài）一（yī）些成形負荷（hé）很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問（wèn）題。

3. 模具方麵通（tōng）過改（gǎi）變模具凸、凹模材料或對模（mó）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改變。實踐（jiàn）表明，這是（shì）解決拉傷問題經濟而有效的（de）方法，也是目前廣泛采用的方法（fǎ）。

（1）從模具凸（tū）、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般情況（kuàng）下，由這（zhè）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（xíng）的模具，由於燒製大型硬質合金塊（kuài）較（jiào）困難，即使燒製成功，加（jiā）工過程中也有可能出現開裂，成材率（lǜ）低，有些幾乎（hū）難以成形。此外硬（yìng）質合金性（xìng）脆，搬運、安裝（zhuāng）使用（yòng）過程（chéng）中都要極其小心，稍有不慎就有可能（néng）出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於（yú）硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化（huà）鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性（xìng）能較差，使用（yòng）過程中鈷相（xiàng）會優先磨（mó）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（yě）會出現拉（lā）痕，此時需對模具凸、凹（āo）模表麵進行研磨（mó）拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金（jīn）也可解決工件（jiàn）的（de）拉傷問題，但銅基合金一般（bān）硬度較（jiào）低，易出現磨損超差，在大批量生產的情（qíng）況下（xià），這（zhè）種材料的性價比較低。對於較大型（xíng）的模（mó）具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了（le）合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷（shāng），無法消除（chú）拉傷問題，要徹（chè）底解決拉傷問題需輔以滲（shèn）氮，鍍硬鉻（gè）等表（biǎo）麵處理。但如此製作的模具往往壽（shòu）命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模（mó）並重新進行表（biǎo）麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處（chù）理特別是對模具（jù）凸、凹模進行表（biǎo）麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟（jì）而有效（xiào）的方法。表麵處理方法有多（duō）種（zhǒng），比較常用（yòng）的有：鍍（dù）層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學（xué）熱處理方麵有各類滲（shèn）氮（dàn）、滲硼、滲硫（liú）等；表麵（miàn）超硬化處理（lǐ）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（shì）通過電化學或化學反（fǎn）應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝（yì）不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途（tú），目前應用（yòng）較多（duō）的是鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合（hé）金等。對於成形負（fù）荷較（jiào）輕或（huò）大型模具（jù）采用這些方法有時可以（yǐ）取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題（tí）是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低，容易出現（xiàn）磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基（jī）體材料機械結合，在負荷較大的場合，有（yǒu）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（lǐ）是將工件放入（rù）含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件（jiàn）與介質的物理化（huà）學作用，將（jiāng）這種或這幾種元素滲入工件表麵（miàn），然後以適（shì）當的方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予（yǔ）工件不（bú）同的物理、化學和機械（xiè）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（dàn）共滲、滲硼、滲硫、滲鋁（lǚ）、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材（cái）料輔（fǔ）以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規（guī）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（fāng）法的情況下，這不適為一種較（jiào）好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮（dàn）處理而言，滲氮的化合物層具有（yǒu）很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一（yī）般l200Hv以下（xià）)，且（qiě）化合物層較（jiào）薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層（céng）一旦（dàn）磨（mó）損，拉傷又會出現（xiàn），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（yì）而言（yán），其硬（yìng）化（huà）層硬度（dù）可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲（shèn）硼（péng）質（zhì）量（liàng）的穩定（dìng）性和滲硼工件變形較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性能較差是製（zhì）約該技術在成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽（qiān）陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有（yǒu）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。這幾種（zhǒng）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（jù）有極高的耐磨抗咬合等性（xìng）能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層（céng）處（chù）理技術是目前解決（jué）工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和（hé）物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到（dào）2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬（yìng）化層也具有極高的（de）耐磨、抗拉（lā）傷性能，但由於（yú）其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往（wǎng）往在使用過程中過甲（jiǎ）j脫（tuō）落，發揮不（bú）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（xià）有可能（néng）具有效果J'l、，一（yī）般的成形類模具（jù）很難有滿意的效果。

（3）化（huà）學（xué）氣相（xiàng）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以上（shàng）)，加上其膜基結合力（lì）很（hěn）高，具有比一般模具材料或經其他表麵處（chù）理後高得多的耐磨、抗拉（lā）份陛能。能（néng）夠數倍至幾十倍地（dì）提（tí）高模具（jù）的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形（xíng）大．上件CVD處理完（wán）以後．需另外重（chóng）新加熱淬火。而表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（yán）格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭（zāo）受破壞．嚴藿製約（yuē）了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬（yìng）質（zhì）合金等（děng）無相變的材（cái）料。此外．CVD處理過程中的排放（fàng）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。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層（céng）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．具有極高的耐磨、抗（kàng）拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有（yǒu）冶（yě）金結合，這一點（diǎn）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（cuì）火．這一點特別適合於（yú）各類模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形（xíng）類模具上采用該技術具（jù）有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一（yī）些場（chǎng）合具有比（bǐ）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（jì）術在日（rì）本、美國等都已得到廣泛的應用 國（guó）內70年代即已開始研究該技術．到目前已（yǐ）有數十家單位對該技術進行（háng）過研究（jiū）。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達（dá）到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製（zhì）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（jù）上，取（qǔ）得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方（fāng）法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工（gōng）材料的種類（lèi）等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷（shāng）問題的方法（fǎ）中，以（yǐ）采用硬質（zhì）合金為模具材料和對模具凸、凹模（mó）表麵進行化學氣相（xiàng）沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中（zhōng）又（yòu）以"ID覆層處（chù）理性價比（bǐ）最高。

總之：工件拉（lā）傷問題是粘著磨損（sǔn）的結果，解決（jué）工件（jiàn）拉傷問題的（de）方法較多，應根據具（jù）體情（qíng）況予（yǔ）以選（xuǎn）擇。一般情況下．采用硬質合金為模具（jù）材料，對模具凸、凹模（mó）表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足（zú）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（fǎ）。