五金模具（jù）拉傷的（de）原因及解決措施

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、凹模表麵（miàn）的宏觀機械凹凸不平或被成形（xíng）材料與模具凸、凹（āo）模表（biǎo）麵之間夾雜其他（tā）硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強（qiáng）生產環境的管理。

二（èr）是（shì）由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損（sǔn）而形成的拉傷，也是生產中（zhōng）最常見的又不（bú）容易解決的一種狀況，以下詳細（xì）分析粘著磨損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（xíng）過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發（fā）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（jiàn）與模具之間、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（duì）原材料（liào）進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成（chéng）形材料表麵形（xíng）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（lìng）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（xiào）果，實際生（shēng）產中應用卻很少。

2.在（zài）模具與成形材料之間加一層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（lián）續供給薄（báo）膜，而對於周期生（shēng）產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效（xiào）率，此方法一般成本（běn）也很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工（gōng）件的生產采用此種方法是可取的。在一些成（chéng）形負荷很小的場合，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題（tí）。

3. 模（mó）具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模（mó）具凸（tū）、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（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題經（jīng）濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方（fāng）法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可（kě）以采用硬（yìng）質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很（hěn）高（gāo），存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由（yóu）於燒製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功（gōng），加（jiā）工過程中也有可能出現（xiàn）開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合（hé）金性脆，搬運、安裝使用過（guò）程中都（dōu）要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊（kuài）或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬（yìng）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（nài）磨抗咬合性能很（hěn）高，而鈷相由於硬度很低，耐（nài）磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使（shǐ）凸、凹（āo）模表麵形成（chéng）凹（āo）凸不平，如此（cǐ）生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹（āo）模表麵進行研磨拋光後方可（kě）進行再生產。采用合適的（de）銅基合金（jīn）也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般（bān）硬度較（jiào）低，易出現磨損超差，在大（dà）批量生產的情況下，這（zhè）種材（cái）料的（de）性價比較（jiào）低（dī）。對於較大型的模具，如汽車覆蓋（gài）件的成形模具，大（dà）量采用了合（hé）金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷（shāng），無法消除拉傷問題，要（yào）徹底（dǐ）解決拉傷問題（tí）需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處（chù）理（lǐ）。但如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模（mó）並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理（lǐ）特別是對模（mó）具凸、凹模（mó）進行表麵超硬化處理是解（jiě）決（jué）工件表（biǎo）麵（miàn）拉傷問題經濟而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處（chù）理方麵（miàn）有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處（chù）理方（fāng）麵有化學氣相沉積(CVD)、物（wù）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、刷鍍是通過電化（huà）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。合金鍍（dù）層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目（mù）前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大（dà）型模（mó）具（jù）采（cǎi）用這些方法有時可以取得一定的效果（guǒ）。這類表麵處理（lǐ）存在的問題是一方麵（miàn）由於表麵硬化層的硬度較低，容（róng）易出現磨損，而鍍層（céng）一旦磨損，拉傷又會出（chū）現。另一方麵，鍍層與基體（tǐ）材料機械結合，在（zài）負荷較大的場（chǎng）合，有（yǒu）時使（shǐ）用幾（jǐ）次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化（huà）學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件（jiàn）與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而（ér）改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工（gōng）件不同的物理、化學和機（jī）械性能。化學（xué）熱（rè）處（chù）理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各（gè）種滲（shèn）碳、各種滲（shèn）氮、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬（shǔ）等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的（de）化學（xué）熱（rè）處理目前常用（yòng）的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲硫幾種。采用合（hé）適的模具材料（liào）輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具（jù）有較（jiào）常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺（quē）乏（fá）其他表麵處理工藝方法（fǎ）的情況（kuàng）下，這不（bú）適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化（huà）合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而（ér）化合物（wù）層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理（lǐ）往往（wǎng）還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度（dù）可達（dá）1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲（shèn）硼質量的（de）穩定性和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因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能（néng），在（zài）一些場合也取得了較好的效（xiào）果，但對於負荷較大的成形類（lèi）模具，效果有限。表麵超硬（yìng）化處理是（shì）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（fù）層處理。這幾種表麵處理的共同（tóng）特點（diǎn）是都（dōu）可以在工件表麵形（xíng）成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有極高（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐（jiàn）證明，化學氣相（xiàng）沉積(O／D)、"ID覆層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(PVD)和物理化學（xué）氣相沉積(PCVD)的工件，雖（suī）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、抗拉傷性能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆層處理差距較大（dà），往往在使用過（guò）程中（zhōng）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（fāng）法除在載荷較小的情況下有（yǒu）可能具有（yǒu）效果J'l、，一般的成形（xíng）類模具很（hěn）難有滿意的效果。

（3）化（huà）學氣相（xiàng）沉積(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)，加上其膜基結（jié）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。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其缺（quē）點是處理溫度高．工件（jiàn）變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表（biǎo）麵沉積層在（zài）空氣中於400～500℃以上的溫（wēn）度下加熱（rè）會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不（bú）慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在（zài）鋼模上的應甩，而主要（yào）應（yīng）用於硬質合金等無相變的材（cái）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（kuò）散（sàn）作用於工件表麵形（xíng）成（chéng）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（fù）層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶金結合，這（zhè）一點在成形類模具（jù）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（bié）適合於各類模具鋼（gāng）材；④ID覆層處理可以重複（fù）進（jìn）行（háng）。

大量的實踐證明。在成（chéng）形類模具上采用該技術具有其他表麵處（chù）理無法比擬的使用（yòng）效果，在一些場（chǎng）合具有比硬質合金（jīn）更好（hǎo）的效果。由於ID覆層處（chù）理技術的設備相對而言比（bǐ）較簡單（dān），成本較低．無（wú）公害（hài），目（mù）前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用（yòng） 國內70年代即已開（kāi）始研究該技術（shù）．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過（guò）十餘年的科研和實踐（jiàn）．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓（yā）成形、冷鐓、粉末冶金等（děng）類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述（shù），解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方（fāng）法很多（duō），對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類（lèi）等情況選擇相應的方法。在所（suǒ）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（fù）層處理為（wéi）最好（hǎo）。其中又以（yǐ）"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉（lā）傷問題是粘著磨損的結（jié）果，解決工件拉傷問題的方法較（jiào）多，應根據具體情況予以選擇。一（yī）般（bān）情況下（xià）．采用硬質合金（jīn）為模具材料，對模具凸（tū）、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件

及模具凸、凹模表麵拉（lā）傷問題最有效最經濟的方法（fǎ）。