五金拉伸模具拉傷的實質及解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）麵的宏觀（guān）機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜（zá）其他硬質顆粒（lì），都會（huì）在工件表（biǎo）麵或模具凸、凹模表（biǎo）麵形成機械的磨損，解決方法是對模具（jù）凸、凹模表麵進行仔（zǎi）細研磨加工，並加（jiā）強生（shēng）產環境的管理。

二是由於工件（jiàn）表麵與模具凸、凹模表麵（miàn）粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見（jiàn）的又不（bú）容易解（jiě）決的一種狀況，以（yǐ）下詳細分析粘著磨損（sǔn）的產生及減少粘著磨損的一些基本（běn）措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依（yī）照（zhào）減小粘（zhān）著磨（mó）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（cǐ）對（duì）接觸副的三方（fāng），即被（bèi）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析。

1. 通（tōng）過對原材料進行表麵處理（lǐ），如對原材料進行磷（lín）化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層（céng）非金屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除（chú）工件的拉傷，這種方（fāng）法往往成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加生（shēng）產工（gōng）序，盡管（guǎn）這種方法有（yǒu）時有些效果，實際生產中應用卻很少（shǎo）。

2.在模具（jù）與成形材料之（zhī）間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於（yú）生產線，通過機構可以達到連續供給（gěi）薄膜，而對於周（zhōu）期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加（jiā）一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量（liàng）的大型工件的（de）生產采用此種方法（fǎ）是可取（qǔ）的。在一些成形（xíng）負荷很小的場合，有時通過添加潤（rùn）滑油或加EP(極壓)添加（jiā）劑的潤滑油就可（kě）以解決工件的拉傷問題。

3. 模（mó）具方麵通過改變模具凸、凹模（mó）材料（liào）或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質發（fā）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（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（yìng）質合金，一（yī）般（bān）情況下，由這種材料製作的凸（tū）、凹模抗拉傷性能很高（gāo），存在的問題是材料成本高（gāo），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困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開（kāi）裂（liè），成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金（jīn）性（xìng）脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就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（xiàng）鈷所組成，硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐（nài）磨（mó）抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很（hěn）低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工（gōng）件表麵也會出現拉痕，此時需對模（mó）具凸、凹模表麵進行（háng）研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金也（yě）可解決工件的拉傷問題（tí），但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大（dà）批量生產的情況下，這種材（cái）料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量（liàng）采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕（qīng）工件（jiàn）的（de）拉傷，無法消除拉傷（shāng）問題，要徹底解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（jù）往往壽（shòu）命比較短（duǎn），在（zài）使用一段（duàn）時間後，如出（chū）現（xiàn）拉傷，又需修模並（bìng）重新進行表麵處理。

（2）通過對模具（jù）進行表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較（jiào）常用的有：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（lǐ）方麵有（yǒu）各類滲（shèn）氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有（yǒu）化學氣相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反（fǎn）應的方法，在工件表麵形（xíng）成合金鍍層，工藝（yì）不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合（hé）用途（tú），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。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。這類表麵處理存在的問題是一方（fāng）麵由（yóu）於表麵硬化層的硬度較低，容易出（chū）現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械（xiè）結合，在負荷較大（dà）的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍（dù）層一旦剝落，其功效也就（jiù）失去。化學（xué）熱處理（lǐ）是將工件放入含某（mǒu）種或某幾（jǐ）種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質（zhì）的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲（shèn）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（zhī）結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械（xiè）性能。化（huà）學熱處理的種類很多，根據所滲元（yuán）素不同分類（lèi）為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳（tàn）或碳氮共滲（shèn）、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金（jīn）屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用（yòng）的是：滲碳、滲氮、滲硼（péng）、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（jù）高（gāo）得多的抗拉傷（shāng）性能（néng）。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情（qíng）況下，這不適為（wéi）一種較好的選擇，也是較常用（yòng）的（de）方法。就滲（shèn）氮處理而言（yán），滲氮的化合物層具有很高的抗（kàng）拉傷性能，但由於其硬化效果（guǒ）有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄（báo）(10 V-m左右)，其耐磨性（xìng）有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn），所以（yǐ）在（zài）大批量生產過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就（jiù）滲硼（péng）工（gōng）藝而言（yán），其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐磨性較高（gāo），但依據經驗，滲硼質量的穩（wěn）定性和（hé）滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約該技術在成形類模具上應用的幾個重要（yào）因素。滲硫技術具有較高（gāo）的減牽陛能，在一些場合也取得了（le）較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬（yìng）化（huà）處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物（wù）理化學（xué）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表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐證明（míng），化學氣相（xiàng）沉積(O／D)、"ID覆層（céng）處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更（gèng）高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷（shāng）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，因此這兩種方法除在載（zǎi）荷較小（xiǎo）的情況（kuàng）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)的碳化鈦c)或碳氮（dàn）化（huà）鈦( )之類的材料、具有極高的硬（yìng）度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具（jù）有比一般模具（jù）材料或經其他表麵（miàn）處理後高得多的耐磨、抗拉（lā）份陛能。能夠數倍至幾十（shí）倍地提高模具的使用（yòng）壽命（mìng）。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件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（jiā）熱會氧化（huà）．因此（cǐ）後續工序要求嚴格，稍有不（bú）慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其（qí）在鋼（gāng）模上的應甩，而主要應用於硬質合金等無相變（biàn）的材料。此（cǐ）外．CVD處理過程中的排（pái）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（rè）擴散作用於工件表（biǎo）麵形成一層數微（wēi）米至數十微米的碳化（huà）釩覆層（céng）。"ID覆層處理的主（zhǔ）要特點是：

①覆層硬（yìng）度高．硬（yìng）度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕（shí）等（děng）性能；

②由（yóu）於（yú）是通過擴散形成的，所以覆層與基體（tǐ）具有冶金結合，這一點在成形類模具上的（de）應用極（jí）其重（chóng）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（jù）鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。