​五金模具（jù）拉傷的（de）原因（yīn）及（jí）解決措施

工（gōng）件（jiàn）成形（xíng）過程中拉傷產生的原因主要有以下（xià）兩種（zhǒng）：

一（yī）是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹（āo）凸不平或被（bèi）成形材（cái）料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬（yìng）質顆粒，都會在工件（jiàn）表（biǎo）麵或（huò）模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法（fǎ）是對模具（jù）凸、凹（āo）模表麵進行仔細研磨（mó）加工，並加強生（shēng）產環境的（de）管理。

二（èr）是由於工件表麵與模具凸（tū）、凹模表麵粘著磨損而形成的（de）拉傷，也是（shì）生產中最常見的又不容易解決（jué）的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損（sǔn）的（de）一些基本（běn）措施。解決模具及工件成形（xíng）過程中的拉傷問（wèn）題應依照減小粘（zhān）著磨損的基本（běn）原則，通過改變（biàn）接觸副的性質作為出（chū）發點。

以下就構成此對接觸副的三方（fāng），即被（bèi）成形工件的原（yuán）材料方麵、工件與模具之（zhī）間、模具方麵分別予以分（fèn）析。

1. 通過（guò）對原材（cái）料進行（háng）表（biǎo）麵處理，如對原材（cái）料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使（shǐ）被成形材料表麵（miàn）形成一層非金屬膜層，可以大大減輕（qīng）或消除工件的拉傷，這種（zhǒng）方法往往成本較高（gāo），並需要添加另外的生產設備（bèi）和增加生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實（shí）際生產中應用卻很少。

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（de）拉傷問題。對於生產線，通過機構可（kě）以達到連（lián）續供（gòng）給薄膜，而對於周期生產的衝壓（yā）設備，每（měi）生產一件工（gōng）件需加一張薄膜，影響生產效率，此方（fāng）法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工（gōng）件的生（shēng）產采用（yòng）此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的（de）拉傷問（wèn）題（tí）。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模（mó）進行表麵處理（lǐ），使被成形材料與（yǔ）凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷（shāng）問題（tí）經濟而有效的方法，也是（shì）目（mù）前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題（tí），可以采用硬質合（hé）金，一般情況下（xià），由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質（zhì）合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有（yǒu）可能出現開裂（liè），成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金（jīn）性脆，搬運、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（liè）而報廢。另外，由於硬質合金的組織結（jié）構是由硬質的碳化鎢（wū）顆粒和（hé）軟的粘結相鈷（gǔ）所組成，硬質（zhì）碳化（huà）鎢顆（kē）粒的耐磨抗（kàng）咬合性能很高，而鈷相由於（yú）硬度很低，耐磨性能較差，使用過程（chéng）中鈷相會優先磨損（sǔn），使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此（cǐ）生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對（duì）模具（jù）凸、凹模表麵進行研磨拋光後方（fāng）可進行再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬（yìng）度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價（jià）比較低。對於較大型的（de）模（mó）具，如汽（qì）車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷，無法（fǎ）消除（chú）拉傷問（wèn）題，要徹底解決拉傷問（wèn）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（shòu）命比較（jiào）短，在使用一段時間（jiān）後，如出現拉傷，又需（xū）修模並重新進行表麵處（chù）理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模（mó）具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效（xiào）的方法（fǎ）。表麵處理方法（fǎ）有多種，比較常用的（de）有：鍍層方麵有鍍硬（yìng）鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處（chù）理方（fāng）麵（miàn）有（yǒu）各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理（lǐ）方麵有化（huà）學氣（qì）相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電（diàn）鍍、化學鍍、刷鍍是通過電（diàn）化（huà）學（xué）或（huò）化學反應的方法，在（zài）工件表麵形成合金鍍層，工（gōng）藝不同。合金鍍層性（xìng）能各異。就耐磨抗咬合用途（tú），目前應用較多（duō）的是鍍硬鉻、化學（xué）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（yòng）這些方（fāng）法有時可以取得一定的（de）效果。這類表麵處理存在（zài）的問題是一（yī）方麵由於表麵硬化（huà）層的硬度較（jiào）低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵（miàn），鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會（huì）剝落，而鍍層一旦剝落，其功（gōng）效也就失去。化學熱處理是將工件放（fàng）入（rù）含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通（tōng）過工件與介質的（de）物理化學作用，將（jiāng）這種或這幾種元素滲（shèn）入工件表麵（miàn），然後以適當的方式冷卻，從而（ér）改變了工件表麵（miàn）的（de）成（chéng）分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械（xiè）性能。化學熱（rè）處理的種類很多，根據所滲（shèn）元素不同分類為：各種滲（shèn）碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁（lǚ）、滲鋅、滲其（qí）他各（gè）種金屬等。以耐磨（mó）、減（jiǎn）摩、抗拉傷為（wéi）目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的（de）模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷（shāng）性能。在缺乏其他表（biǎo）麵處理工藝方法的情況（kuàng）下，這（zhè）不適為（wéi）一（yī）種較好的選擇（zé），也是較（jiào）常（cháng）用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化（huà）合物（wù）層具有很高的抗拉（lā）傷性能，但由（yóu）於其硬化效果有限(一（yī）般l200Hv以（yǐ）下（xià）)，且（qiě）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（dàn）磨損，拉傷又會（huì）出現，所以在大批量生（shēng）產過程中滲氮處理往往還無法（fǎ）滿足生產要求（qiú）。就滲硼工藝而（ér）言，其（qí）硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲（shèn）硼工件變（biàn）形（xíng）較大以及滲硼層抗拉傷性能較（jiào）差是製約該（gāi）技術在成形類（lèi）模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高的減牽陛能，在一些場合也（yě）取得了較好的（de）效（xiào）果，但對於負荷較大的成形類模具（jù），效果有（yǒu）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)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理（lǐ）的共同特（tè）點是都可以在工件表（biǎo）麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐（nài）磨抗咬合（hé）等性能。實（shí）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（lā）傷效果最好（hǎo）的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣（qì）相沉積(PCVD)的（de）工（gōng）件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬（yìng）化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於（yú）其膜基結合力較CYD和TD覆層處（chù）理（lǐ）差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不（bú）出表麵超硬化層的性能特點，因（yīn）此這兩種方法除在（zài）載荷較小的情況下有（yǒu）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（huà）學氣相沉積(CVD)的碳化鈦（tài）c)或碳氮化鈦（tài）( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有（yǒu）比一般模具材料或經其（qí）他表麵處（chù）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（de）使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外（wài）重新（xīn）加（jiā）熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續（xù）工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會（huì）遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上（shàng）的（de）應甩（shuǎi），而（ér）主要（yào）應用於硬質合金等無相變的材料。此（cǐ）外．CVD處理過程中的排放物對環境（jìng）汙染較大。"ID覆層處理國（guó）內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微（wēi）米至（zhì）數十微米的（de）碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度高．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（chéng）的，所以覆層與基體具有冶金（jīn）結合，這（zhè）一點在成（chéng）形類模具上的應用極其重要；

③ID覆層（céng）處理後可（kě）以直接進行淬火．這一（yī）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（gāi）技（jì）術具有其（qí）他表麵處理無法（fǎ）比擬的使用效果，在（zài）一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層（céng）處理技術的（de）設備相對而言（yán）比較簡單，成本較低．無公害，目（mù）前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年（nián）代即已開始研（yán）究該技術．到目前已有數十家單（dān）位對該技術進（jìn）行過研（yán）究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成（chéng）功應用到汽（qì）車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥（gǔn）壓（yā）成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得（dé）了極優的使（shǐ）用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量（liàng）、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，以采用硬質合金為模具材料和對（duì）模具凸、凹模表麵進行化學氣相（xiàng）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：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解決工件拉（lā）傷問（wèn）題的方法較多，應根據具體（tǐ）情況予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為模具材料，對模具（jù）凸、凹模表麵（miàn）進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。