五金模具拉傷的原因及解決措施

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（āo）模表麵的宏觀機械凹凸不（bú）平或被成形材料與模具凸、凹模（mó）表麵之間夾雜其他硬（yìng）質顆粒，都會在（zài）工件表麵（miàn）或模（mó）具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模（mó）具凸、凹模表（biǎo）麵進行（háng）仔（zǎi）細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是（shì）由於工（gōng）件表（biǎo）麵（miàn）與模具凸、凹模（mó）表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細（xì）分（fèn）析粘著磨損（sǔn）的產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依（yī）照減小粘著磨損的基本原則，通（tōng）過改變接觸（chù）副的（de）性質（zhì）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、工件與模具之間、模（mó）具方麵分別予以分析。

1. 通（tōng）過對原材料進行表麵處理（lǐ），如（rú）對原材料進行磷（lín）化、噴塑或其他表麵處理，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，這種方法往往成本較高，並需要添加（jiā）另外的（de）生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際（jì）生產中應（yīng）用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也（yě）可以解決工件的拉傷問（wèn）題。對於生產線，通過機構可（kě）以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一（yī）張薄膜，影（yǐng）響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於（yú）小批量的大型工件的生產采用此種方法是可取的。在（zài）一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添（tiān）加劑（jì）的潤滑油就可以解決工（gōng）件（jiàn）的拉傷問（wèn）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、凹模這對接觸（chù）副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問（wèn）題經濟而有效的方法，也是（shì）目前廣（guǎng）泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工（gōng）件（jiàn）的拉傷問題，可以采用硬（yìng）質（zhì）合金，一般情況下，由這種材料（liào）製作的凸（tū）、凹模抗拉傷性能很高，存在的（de）問題是（shì）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金塊較（jiào）困難，即使（shǐ）燒製成功，加工（gōng）過程中也有（yǒu）可能出現開裂，成材率低，有些幾乎（hū）難以成形。此外硬質（zhì）合金性脆，搬運、安（ān）裝（zhuāng）使用（yòng）過程中都要極其小心，稍（shāo）有不慎就有可能出（chū）現崩塊或開裂而報廢。另外，由於（yú）硬質合金的（de）組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的（de）粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨抗（kàng）咬合性能很高，而鈷相由於硬度很（hěn）低，耐磨性能較差，使用過程中鈷（gǔ）相會（huì）優先磨（mó）損（sǔn），使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件（jiàn）表麵（miàn）也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行（háng）再生產。采用合適的銅基合金也可解決（jué）工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出（chū）現磨損超差，在大批量生產的情況（kuàng）下，這種材料的性價比較（jiào）低。對於較大型的模具，如汽車覆（fù）蓋件的成形模具，大（dà）量（liàng）采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的（de）拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解（jiě）決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在（zài）使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模（mó）並重（chóng）新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模（mó）具凸、凹模進行（háng）表麵超硬化處理是解決工（gōng）件表麵拉（lā）傷問題經濟（jì）而有效的方法。表麵（miàn）處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特（tè）種合金等；化學熱處理方（fāng）麵有（yǒu）各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化（huà）處理方麵（miàn）有化學氣相沉積(CVD)、物理氣（qì）相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣（qì）相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法（fǎ），在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金（jīn）鍍（dù）層性能各異（yì）。就耐磨抗咬（yǎo）合用（yòng）途，目前應用較多的是鍍硬鉻（gè）、化（huà）學（xué）鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大（dà）型模具采用這些方法有時可以（yǐ）取得一定的效果。這（zhè）類表麵處理存在的問題是一方麵（miàn）由於（yú）表麵硬化（huà）層的硬度較低（dī），容易出現磨損，而鍍層（céng）一旦磨（mó）損，拉傷又會出現。另一（yī）方麵，鍍層與基體（tǐ）材料機（jī）械（xiè）結合，在（zài）負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝（bāo）落，其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某（mǒu）種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物（wù）理（lǐ）化學作用，將這種（zhǒng）或這幾種元素（sù）滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻（què），從而改變了工件表麵的成（chéng）分和組織（zhī）結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處（chù）理的種（zhǒng）類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、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（tā）各種金屬等。以耐磨、減（jiǎn）摩（mó）、抗拉傷為目的的（de）化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常（cháng）規鋼製（zhì）模（mó）具高（gāo）得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的（de）情況（kuàng）下，這不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就（jiù）滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效（xiào）果有限(一般l200Hv以下（xià）)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中（zhōng）滲氮（dàn）處理往往還無法滿足生（shēng）產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度（dù）可達1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲（shèn）硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約（yuē）該技術在成（chéng）形類模具上（shàng）應用的幾個重要因素。滲硫技術具（jù）有較高（gāo）的減牽陛能，在一些場合也取（qǔ）得了（le）較好的效果，但對（duì）於（yú）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（chén）積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾（jǐ）種表麵處理的共同（tóng）特點（diǎn）是都可以（yǐ）在工件表麵形（xíng）成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明（míng），化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是（shì）目前解決工件拉傷（shāng）效果最好的（de）方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物（wù）理化學（xué）氣相（xiàng）沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉（lā）傷性能，但由於其膜基結合力較（jiào）CYD和TD覆（fù）層處理差距較大，往往在使用過（guò）程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特（tè）點，因（yīn）此這兩種方法除在（zài）載荷較小的（de）情況下有可能具有效果J'l、，一（yī）般的成形類模具很難有滿意的（de）效（xiào）果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮（dàn）化（huà）鈦( )之（zhī）類的材料、具有（yǒu）極（jí）高的硬度(3 000I-IV以上（shàng）)，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高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍（bèi）地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變（biàn）形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬（cuì）火。而表麵（miàn）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（gōng）序要求嚴（yán）格，稍（shāo）有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其（qí）在鋼模上的應甩，而主要應用（yòng）於（yú）硬質合金等無（wú）相變的材料。此（cǐ）外．CVD處理（lǐ）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、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用（yòng）於工件表麵形成一層數（shù）微米至數十微米的碳化釩覆層。"ID覆層處理（lǐ）的主（zhǔ）要特點是：

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

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

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

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技術（shù）具有（yǒu）其他表麵處（chù）理無法比擬的（de）使用效果（guǒ），在一些（xiē）場合具有（yǒu）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，目前該技術在日本、美國（guó）等都已得（dé）到廣泛的應用 國內70年代即已開始研（yán）究該技術．到目前已有（yǒu）數（shù）十家單位對該技術進行過研究（jiū）。通過十（shí）餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期（qī）穩（wěn）定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五（wǔ）餘製管、冶金等行業（yè）的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末（mò）冶（yě）金等類模具上，取得了極優的使用（yòng）效果。綜上所述，解決工件及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題的方法很（hěn）多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量（liàng）、被（bèi）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，以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、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。

總之：工件（jiàn）拉傷問題（tí）是粘著磨（mó）損的（de）結果，解決工件拉傷問（wèn）題的方法較多，應根據具體情（qíng）況予以選擇。一般情況下．采用硬（yìng）質合金為（wéi）模具材料，對模具（jù）凸（tū）、凹模表麵進行化學（xué）氣相沉積和TD覆（fù）層處理足（zú）解決工件（jiàn）

及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。