五金模具（jù）拉傷的原（yuán）因及解決措（cuò）施

工（gōng）件成形過程中拉傷（shāng）產生的原因主要有以（yǐ）下兩種：

一是由於（yú）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（jiá）雜其（qí）他硬質顆（kē）粒，都（dōu）會在工件表（biǎo）麵或模具凸、凹模表（biǎo）麵形成機械的磨損，解（jiě）決方法是對模具凸、凹（āo）模表麵進行仔細研（yán）磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨（mó）損而（ér）形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解（jiě）決（jué）的一種狀況，以（yǐ）下詳細分析粘著磨損的產生及減（jiǎn）少粘著磨損的一些基本措施（shī）。解決模具及工件成形過程（chéng）中的拉傷問題應依照（zhào）減小粘著（zhe）磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具（jù）之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，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（liào）表麵形成一層（céng）非金屬膜層，可以大（dà）大減輕或消除工件的拉傷，這種（zhǒng）方法往往成本較高（gāo），並需要（yào）添加另外的生產設備（bèi）和增加生產工序，盡管這種方法有時（shí）有些效（xiào）果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材（cái）料（liào）之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工（gōng）件的拉傷問題（tí）。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（yā）設備，每生產一（yī）件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此（cǐ）方法（fǎ）一般成本也很高（gāo），還（hái）會（huì）產生大量廢料，對於小批量的大型工件的（de）生產采（cǎi）用此種方法是可取的。在（zài）一些成形負荷很小的場合，有（yǒu）時通過添加潤（rùn）滑油或加（jiā）EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以（yǐ）解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模（mó）具凸、凹模材料或對模具凸、凹（āo）模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與（yǔ）凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉（lā）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、凹模材（cái）料入手（shǒu）解決工件的拉傷問題，可以采用（yòng）硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹（āo）模抗拉（lā）傷（shāng）性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使（shǐ）燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾（jǐ）乎難以成形。此外硬（yìng）質合金（jīn）性脆，搬運、安裝使用過程（chéng）中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或（huò）開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構（gòu）是由硬質（zhì）的（de）碳（tàn）化鎢顆粒（lì）和軟（ruǎn）的粘（zhān）結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先（xiān）磨損，使凸、凹模表麵（miàn）形成凹凸不平，如此生產出來（lái）的工件表麵也會出（chū）現拉痕，此時需對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行研磨拋（pāo）光後方可（kě）進行（háng）再生產。采用合適的（de）銅基（jī）合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一（yī）般硬度較低，易（yì）出現（xiàn）磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比（bǐ）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（zhù）鐵隻能減輕工件的拉傷，無（wú）法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題（tí）需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的（de）模具往往壽命比（bǐ）較短，在使用一段時間（jiān）後，如出（chū）現拉傷，又需（xū）修模（mó）並（bìng）重新進（jìn）行表麵處理。

（2）通過對（duì）模具進行表麵處理（lǐ）特別是（shì）對模（mó）具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決（jué）工件表麵拉傷問（wèn）題經濟而有（yǒu）效的方法。表麵處理（lǐ）方法有多種，比較常用的有（yǒu）：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有（yǒu）化學氣相沉（chén）積(CVD)、物（wù）理（lǐ）氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷鍍是通過電化學或化學（xué）反應的（de）方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不（bú）同。合金鍍層性能（néng）各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用（yòng）較多的是（shì）鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等（děng）。對於成形負荷較輕（qīng）或大（dà）型模具采用這些方法有時（shí）可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題是（shì）一方（fāng）麵由於表麵硬化（huà）層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層（céng）與基體材料（liào）機（jī）械結合，在負荷較大的場合，有時使（shǐ）用幾次鍍層就會剝落，而鍍（dù）層一旦剝落，其功（gōng）效也就失去。化（huà）學熱處理是將工件（jiàn）放入含某種或某幾種化學元素（sù）的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物理化（huà）學作用，將這種或這幾種元素（sù）滲入工件表麵，然後以適（shì）當的方式冷卻，從而改變了工（gōng）件表麵（miàn）的成分和組織結（jié）構，並賦予工件不同的（de）物理、化學和機械（xiè）性能。化（huà）學熱處理的（de）種類很多，根據所滲元（yuán）素不同分類為：各種滲（shèn）碳（tàn）、各（gè）種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、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（mù）的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲（shèn）氮、滲硼、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（guī）鋼製模具高得多的（de）抗拉傷性能。在缺乏其他表麵（miàn）處理工藝方法的情況下，這（zhè）不適為一種（zhǒng）較好的選（xuǎn）擇，也是較常用的方（fāng）法。就滲氮處理而（ér）言，滲氮的化合物層具有很高的抗（kàng）拉傷（shāng）性能，但由於（yú）其硬（yìng）化效果有限(一般（bān）l200Hv以下)，且化合物層（céng）較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以（yǐ）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1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質（zhì）量的穩定性和滲硼（péng）工（gōng）件變（biàn）形較大以及滲硼層（céng）抗拉傷性能較差（chà）是製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（jiào）高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效（xiào）果（guǒ），但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（huà）學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種（zhǒng）表麵處（chù）理的共同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬（yìng）化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證（zhèng）明，化學（xué）氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉（lā）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（suī）然其表麵硬度也可（kě）達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表麵硬化層也具（jù）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（chù）理差距較大，往往（wǎng）在（zài）使用（yòng）過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的（de）性能特點，因此這兩種方法除在載荷較（jiào）小的情況（kuàng）下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難（nán）有滿意的（de）效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之（zhī）類的材料、具有（yǒu）極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或經其他表麵處理後（hòu）高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命（mìng）。其缺點是（shì）處（chù）理溫（wēn）度（dù）高．工（gōng）件（jiàn）變形大．上件（jiàn）CVD處理完以後．需另外重（chóng）新加熱淬火。而表麵（miàn）沉（chén）積層在空氣中於400～500℃以上的溫（wēn）度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格（gé），稍有（yǒu）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，而主要應用於硬質合金等無（wú）相（xiàng）變的材料。此外．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（shǔ）、滲釩等。其原理是通過熱擴散（sàn）作（zuò）用於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳化（huà）釩覆層。"ID覆層處（chù）理的主要（yào）特點是：

①覆層（céng）硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具（jù）有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能（néng）；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層（céng）與基體具（jù）有冶金結合，這一點在成形類模具上的應用極其重要；

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

大量的實踐證明。在成（chéng）形類模具（jù）上（shàng）采用該技術（shù）具有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一些場（chǎng）合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理（lǐ）技（jì）術的設備（bèi）相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術在日本、美（měi）國等都已得到廣泛的應用 國（guó）內（nèi）70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進（jìn）行過研究。通過十（shí）餘年的科研（yán）和（hé）實踐（jiàn）．已使該技（jì）術達到長期穩定生產的（de）要求（qiú）．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業（yè）的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形（xíng）、冷（lěng）鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優（yōu）的使用效果。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（jù）體（tǐ）的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采（cǎi）用硬質合（hé）金為模具材料和對模具（jù）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覆層處理性價比最高。

總（zǒng）之：工件（jiàn）拉傷（shāng）問題是粘著（zhe）磨損的（de）結果，解決工件拉傷問題的（de）方法較（jiào）多，應根據具體情況予（yǔ）以（yǐ）選擇。一般情況下．采用硬（yìng）質合金為（wéi）模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉（chén）積和TD覆層處理足解決工件

及模具（jù）凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題最有效最經濟的方法。