五金模具拉傷的原因及解決（jué）措施

工件成形過程（chéng）中拉傷產生的原因主要有以下（xià）兩（liǎng）種：

一是由於模具凸、凹模（mó）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）雜其他硬質顆（kē）粒，都會在工件（jiàn）表麵或（huò）模具凸、凹模表麵形成機械的磨損（sǔn），解決（jué）方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表（biǎo）麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中（zhōng）最常見（jiàn）的又不容易（yì）解決的一（yī）種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減（jiǎn）少粘著磨損的一些（xiē）基本措施。解決模具及工件（jiàn）成形過程中的拉傷問（wèn）題應依照減（jiǎn）小粘（zhān）著磨損的基本原則，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（jí）被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分（fèn）析。

1. 通過對原材料進行表（biǎo）麵處理，如（rú）對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵（miàn）處理，使被成形材（cái）料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的（de）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（xù），盡管（guǎn）這種方法有時有些效果，實（shí）際生產（chǎn）中應用卻很少。

2.在模具與成（chéng）形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以（yǐ）解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過（guò）機構可以達到（dào）連（lián）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（xiào）率，此方（fāng）法一般成本也（yě）很（hěn）高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的（de）生（shēng）產采用此種方（fāng）法（fǎ）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（jí）壓)添加劑的潤滑油就（jiù）可（kě）以解決工件的拉（lā）傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、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（tū）、凹模這（zhè）對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷（shāng）問題經濟而有效（xiào）的方法，也是目前（qián）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問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種（zhǒng）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（jiā）工，對於較大型的（de）模具，由於燒製大（dà）型硬質合金塊較困難，即使燒（shāo）製成功，加工過程中也（yě）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（yòng）過程中都要極其（qí）小（xiǎo）心，稍有不慎就（jiù）有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，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（chà），使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模（mó）表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表（biǎo）麵也（yě）會出現拉痕（hén），此時需對模具凸、凹模表麵進行（háng）研磨拋光後方（fāng）可進行再生產。采用合適的銅基合金（jīn）也可解決工件的拉傷問題，但銅（tóng）基（jī）合金一般硬度較低（dī），易出現（xiàn）磨損超差，在大批（pī）量生產的情況下（xià），這種材（cái）料的性價比較低。對（duì）於較大型的模具，如汽車覆蓋件（jiàn）的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻（zhī）能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處（chù）理。但如此製作的模（mó）具往往壽命比較（jiào）短，在使（shǐ）用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新（xīn）進行表（biǎo）麵處理。

（2）通過對模（mó）具進行表麵（miàn）處理特（tè）別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉（lā）傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種（zhǒng），比較常用的有：鍍層（céng）方麵有鍍硬鉻、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等（děng）；化學熱處理方麵有各類滲（shèn）氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方（fāng）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（diàn）鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通（tōng）過電化學或（huò）化學反應的方（fāng）法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢（wū）合金等。對於（yú）成形負荷較（jiào）輕或大（dà）型模具采用這些方法有時可以取得一定（dìng）的效果。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，鍍層與基體材料（liào）機械結合，在（zài）負荷較大的（de）場合，有時使用幾次鍍層就會（huì）剝落，而鍍層（céng）一旦剝落，其功效也就失去。化學熱處（chù）理是將工件放入（rù）含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保（bǎo）溫，通過工件與介質的物理（lǐ）化（huà）學（xué）作用，將這種或這幾種（zhǒng）元素滲入工件表麵，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（de）種類很多，根據所滲元（yuán）素不同分（fèn）類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁（lǚ）、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨（mó）、減摩、抗拉傷為目的的化（huà）學熱處理目前（qián）常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種（zhǒng）。

采用合適的模具（jù）材料輔以滲氮、滲硼等化學熱（rè）處（chù）理往往具有較常規鋼製模具高（gāo）得多（duō）的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情（qíng）況（kuàng）下，這不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而（ér）言，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（guǒ）有限（xiàn）(一般l200Hv以下（xià）)，且化合物（wù）層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層一（yī）旦磨損，拉傷又會出現，所以在大（dà）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（céng）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較（jiào）大以及滲硼層（céng）抗拉傷性能較差是（shì）製約該技（jì）術（shù）在（zài）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陛能，在一些場合也取得了較（jiào）好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超（chāo）硬化處理是指（zhǐ）化學氣相沉（chén）積(L、，D)、物理（lǐ）氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有極高的（de）耐磨（mó）抗咬合等性能（néng）。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（guǒ）最好的方法（fǎ）。而經（jīng）物理（lǐ）氣（qì）相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵（miàn）硬度也（yě）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（xìng）能，但由於其膜基（jī）結合力較CYD和TD覆層處（chù）理差距較大，往往在使（shǐ）用過程中過甲j脫落，發（fā）揮不出表麵超（chāo）硬化層的（de）性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的（de）情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的（de）碳（tàn）化鈦c)或碳氮化（huà）鈦（tài）( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基結合力很（hěn）高，具有比一般模具材料或經其（qí）他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數（shù）倍至幾十（shí）倍地提高模具（jù）的（de）使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上（shàng）件（jiàn）CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）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（yán）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變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對（duì）環境汙（wū）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（tōng）過（guò）熱（rè）擴散（sàn）作用於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳（tàn）化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度高．硬度（dù）可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨（mó）、抗拉傷、耐蝕等性能；

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

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一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（jiàn）證明。在成形類模具上采用該技術（shù）具（jù）有（yǒu）其他表麵處理無法比擬的使用效（xiào）果，在一些場合（hé）具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術（shù）的設（shè）備相對而言比較簡單，成本較低（dī）．無公害，目前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始（shǐ）研（yán）究該技術．到目前已（yǐ）有數（shù）十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定（dìng）生產的要求．並（bìng）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（qǔ）得（dé）了極優的使用（yòng）效果。綜（zōng）上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題（tí）的方法很多，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）材料的種類等（děng）情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問（wèn）題的（de）方法中，以采用（yòng）硬質合金為模具材料（liào）和對模具凸、凹模表（biǎo）麵進（jìn）行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以（yǐ）"ID覆（fù）層處理性（xìng）價比最高。

總之：工件（jiàn）拉（lā）傷問題是粘（zhān）著（zhe）磨損的結（jié）果，解決工件拉傷（shāng）問題的方（fāng）法較多，應根據具體情況予以選（xuǎn）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（miàn）進（jìn）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（shāng）問題最有效最（zuì）經濟的方法。