​五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形（xíng）過程中拉傷產生（shēng）的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸（tū）、凹（āo）模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與（yǔ）模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸（tū）、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，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模（mó）表麵粘（zhān）著磨損（sǔn）而形成的拉（lā）傷，也（yě）是（shì）生產中（zhōng）最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生（shēng）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（shāng）問題應依照減小（xiǎo）粘著磨損（sǔn）的基本原則，通過改變接觸副（fù）的（de）性質作（zuò）為出（chū）發點。

以下就構（gòu）成此對接（jiē）觸副的三方，即被成形工件的（de）原材料方（fāng）麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通（tōng）過對（duì）原（yuán）材料進行表麵處理，如對原材料（liào）進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使（shǐ）被（bèi）成形材料表麵形（xíng）成（chéng）一層非金屬膜（mó）層，可以大大（dà）減輕或消除工件的拉傷，這種（zhǒng）方法（fǎ）往往成本較高，並需要添加另外的生（shēng）產設備和增加生產工序，盡管這種方法有（yǒu）時有些效果，實際生（shēng）產（chǎn）中應（yīng）用（yòng）卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜（mó），有時也可以解決工件的（de）拉傷問題。對於生產線，通過機構可（kě）以達到連（lián）續供給薄（báo）膜，而對於周期（qī）生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本（běn）也（yě）很高，還會產生大量（liàng）廢料，對於小批（pī）量的大型工件的生（shēng）產采用此種（zhǒng）方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時通過添（tiān）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。

3. 模具方（fāng）麵通過改變模具凸（tū）、凹模材（cái）料或對模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副（fù）性質（zhì）發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而（ér）有效的方法，也是目（mù）前（qián）廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手（shǒu）解決工件的拉傷問（wèn）題，可以采用硬質合（hé）金，一般情況下，由（yóu）這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很高，存在的問（wèn）題是材料成本高，不易加（jiā）工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即（jí）使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形（xíng）。此外硬質合金性脆，搬（bān）運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就（jiù）有可能出現崩塊或開裂而報廢（fèi）。另外，由於（yú）硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘（zhān）結相鈷所組成，硬質碳化鎢（wū）顆粒的耐磨抗咬合（hé）性能很高，而鈷相由（yóu）於硬（yìng）度很低，耐磨性（xìng）能較差，使（shǐ）用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模（mó）表麵形成凹（āo）凸不平，如此生產出（chū）來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可（kě）進行（háng）再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般（bān）硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材（cái）料的性價比較低。對於較大型的（de）模具（jù），如（rú）汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合（hé）金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決（jué）拉傷（shāng）問（wèn）題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但（dàn）如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用一段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵（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（biǎo）麵拉傷問題經濟而有效（xiào）的方法。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（shuā）鍍特種合金等；化學熱處理方麵有各類（lèi）滲氮、滲（shèn）硼、滲硫（liú）等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積（jī）(CVD)、物理（lǐ）氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通（tōng）過電化學或化（huà）學反應的方法，在工件表麵（miàn）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（dù）鎳鎢（wū）合金等。對（duì）於成形（xíng）負荷較輕或大（dà）型模具采用這些方（fāng）法有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問（wèn）題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較（jiào）低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又（yòu）會出現（xiàn）。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較（jiào）大的場合，有時使用幾次鍍層就（jiù）會（huì）剝落，而鍍層一旦剝落，其（qí）功效也就失去。化學熱處（chù）理是將工件放入（rù）含（hán）某種或某幾種化學元（yuán）素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元（yuán）素滲入工件表麵，然後以適當的方式（shì）冷卻，從（cóng）而改變了工件表麵的成分和（hé）組織（zhī）結構，並（bìng）賦予工件不（bú）同的物理、化學和機械性能（néng）。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐（nài）磨、減摩、抗拉傷（shāng）為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲（shèn）氮、滲硼、滲硫幾（jǐ）種。

采用合適的模（mó）具（jù）材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往（wǎng）往具有較常規鋼製（zhì）模具高得多（duō）的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的（de）情況下，這不適（shì）為一（yī）種較好的選（xuǎn）擇，也是（shì）較（jiào）常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有（yǒu）很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限（xiàn）(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出（chū）現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還無（wú）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（yàn），滲硼質量的穩定（dìng）性和滲硼工件變形較大以及滲硼層（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（yī）些場合也取（qǔ）得了較好的效果，但對於負荷較（jiào）大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理（lǐ）是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理（lǐ）的共同特點是都可以在工（gōng）件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具（jù）有極高（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層（céng）處理技術是目前（qián）解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也（yě）可達到（dào）2 000-3 000 HV，甚（shèn）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（jié）合力較CYD和TD覆（fù）層處理差距較大（dà），往往在使用過程中過甲（jiǎ）j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能（néng）特點，因此這兩種（zhǒng）方法除在（zài）載荷較小（xiǎo）的（de）情況下有可（kě）能具有效（xiào）果J'l、，一般的成形類模具很難有（yǒu）滿意的效果。

（3）化學氣相沉（chén）積(CVD)的碳化（huà）鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極（jí）高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其（qí）膜基結合力（lì）很高，具有比一（yī）般模具材料（liào）或經其（qí）他表（biǎo）麵處理後高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能夠數（shù）倍至幾十（shí）倍地（dì）提高模（mó）具的使用（yòng）壽命。其缺點是（shì）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。而表麵沉積層在空（kōng）氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化（huà）．因此後續工（gōng）序（xù）要求嚴格，稍有不慎（shèn），表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上（shàng）的（de）應甩，而主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的（de）排放（fàng）物對環境汙染較大（dà）。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理（lǐ）是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微米至數（shù）十微米的碳化釩覆層。

"ID覆（fù）層處理（lǐ）的主要特點是：

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

②由於是通（tōng）過擴散形成的，所以（yǐ）覆層與基體具有冶金（jīn）結合，這一點在成形類模（mó）具上的應用極其重要（yào）；

③ID覆（fù）層處理（lǐ）後可以直接進行淬火．這一（yī）點特別適合於各類模（mó）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具有其（qí）他表麵處理（lǐ）無法比擬的使用（yòng）效（xiào）果，在一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆（fù）層處理技（jì）術的設備相對（duì）而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術在日本、美國等都（dōu）已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該（gāi）技術進行過研（yán）究。通過十餘年的科研（yán）和實踐．已使該技術達到（dào）長期穩定生產的（de）要求．並已成功應用到汽（qì）車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉（lā）伸、彎曲、翻邊、輥（gǔn）壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶金等類模具（jù）上，取得了極優的使用（yòng）效果。綜上所述，解（jiě）決工件（jiàn）及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件（jiàn）和載（zǎi）荷（hé）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（suǒ）有解決拉傷問題的方（fāng）法中，以采（cǎi）用硬質（zhì）合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵（miàn）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（zuì）高（gāo）。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解（jiě）決工件拉（lā）傷問題的方法較（jiào）多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采用硬（yìng）質合金為（wéi）模具材料，對模具凸、凹模表麵進行（háng）化學氣相沉積和TD覆（fù）層處理足解決工件及模具凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最（zuì）有效最（zuì）經濟的方法。