​五金模具拉傷的原因及解決措施（shī）

工件成形過程中拉傷產生的（de）原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機（jī）械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模（mó）表麵之間夾（jiá）雜（zá）其他硬質顆粒，都（dōu）會在工（gōng）件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決（jué）方（fāng）法是對（duì）模具（jù）凸、凹模表麵進（jìn）行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於（yú）工件表麵與模具凸、凹模表麵（miàn）粘著磨損（sǔn）而形成的拉傷，也（yě）是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細（xì）分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基（jī）本（běn）措（cuò）施。解決模具及工件成形過（guò）程中的拉傷（shāng）問（wèn）題應（yīng）依照減（jiǎn）小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成此對接觸副的三（sān）方（fāng），即被成形（xíng）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. 通過對原材料進（jìn）行表麵處理，如對原材料（liào）進行磷化、噴塑或其他（tā）表麵處理（lǐ），使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可（kě）以大大減輕或消除工件的拉傷（shāng），這種方（fāng）法往往成（chéng）本較（jiào）高，並需要（yào）添加另外（wài）的生（shēng）產設備和增（zēng）加生產工序（xù），盡管這種方法有時（shí）有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形（xíng）材料（liào）之間加一層PVC之（zhī）類的薄膜，有時也可以解決工件（jiàn）的（de）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（zhōu）期生（shēng）產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜（mó），影響生產效率，此方法一般成本（běn）也很高，還會產生大量（liàng）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（qǔ）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（jí）壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通（tōng）過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行（háng）表麵處理，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（lā）傷問題經濟而有效的（de）方法，也是（shì）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（lā）傷問題（tí），可以采用（yòng）硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能（néng）很（hěn）高，存在的問題是材料成本高，不（bú）易加工，對於較大型的模（mó）具，由於燒製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即（jí）使（shǐ）燒製成功，加（jiā）工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此（cǐ）外硬質合金性脆，搬運、安裝使用（yòng）過程中都要極其小心，稍有不（bú）慎就有可能出現（xiàn）崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織（zhī）結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和軟的粘結（jié）相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的（de）耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由（yóu）於硬度很低，耐磨性能較差，使（shǐ）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（chǎn）出來的工件表麵也會（huì）出現拉痕，此時（shí）需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光（guāng）後方可進行（háng）再生產。采用合（hé）適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合（hé）金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種（zhǒng）材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件（jiàn）的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉（lā）傷問題，要徹底解決拉傷（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。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（lā）傷，又需（xū）修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別（bié）是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處（chù）理是解決工件表麵（miàn）拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處（chù）理方法有多種，比（bǐ）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；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬（yìng）化處理方（fāng）麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物（wù）理化學氣相（xiàng）沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷（shuā）鍍是（shì）通（tōng）過電化（huà）學（xué）或（huò）化（huà）學反應的方法，在（zài）工件表（biǎo）麵形成（chéng）合金鍍層，工藝不同。合（hé）金鍍層（céng）性（xìng）能各異（yì）。就耐磨抗（kàng）咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳（niè）鎢合金等。對於成（chéng）形負荷較輕或大型模具采用這些方法有時（shí）可以取得一定的效果。這類表麵（miàn）處理存在的問題是一方麵由（yóu）於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層（céng）一旦磨損，拉傷又會出現。另一（yī）方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的（de）場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也（yě）就失去。化學熱處理是將工件放入含（hán）某種或某（mǒu）幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質（zhì）的物理（lǐ）化學作用，將這種或這幾種元素滲入（rù）工件表麵，然後以適當的方（fāng）式冷卻，從而改變了工（gōng）件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱（rè）處理的種類很多，根據所（suǒ）滲元素不同分類（lèi）為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳（tàn）氮共（gòng）滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲（shèn）硫幾種。

采用合適的模具材（cái）料輔以滲氮、滲（shèn）硼等化學熱處理往往（wǎng）具有較常規鋼製模（mó）具高得多的抗拉（lā）傷性能。在缺乏其他（tā）表麵處理工藝方法的情況下（xià），這不適為一種較好的選擇，也是較常（cháng）用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高（gāo）的抗拉傷性能，但由（yóu）於其硬化（huà）效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較（jiào）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（suǒ）以在大批量生產（chǎn）過程中滲氮處理往往還無法滿（mǎn）足生產要求。就滲（shèn）硼工藝而言，其（qí）硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據（jù）經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）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（jù）上（shàng）應用的幾（jǐ）個重要因素。滲硫技（jì）術（shù）具有較（jiào）高（gāo）的減牽（qiān）陛能，在一些場合也取得（dé）了較好的效果，但對於負荷較（jiào）大的成（chéng）形類模具，效果有限。表（biǎo）麵超硬化處（chù）理是指化（huà）學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉（chén）積(Ev'D)、物理化學氣相沉（chén）積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵（miàn）處理的共同特點是（shì）都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並（bìng）具有極高的（de）耐磨抗（kàng）咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積（jī）(O／D)、"ID覆層（céng）處理技術是（shì）目前解決工件（jiàn）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（chén）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（de）耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜（mó）基結合力較CYD和TD覆層處理差（chà）距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層的性能特點，因此這兩種方（fāng）法除（chú）在載荷較小的情況下有可（kě）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)或碳氮化鈦（tài）( )之類（lèi）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（bì）能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其缺點（diǎn）是處理溫度高．工件變形大（dà）．上件CVD處理完以後．需另（lìng）外（wài）重新加熱淬火。而表（biǎo）麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加（jiā）熱會（huì）氧化．因此後續工序（xù）要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭（zāo）受破壞．嚴藿製（zhì）約了其在鋼模上的應甩（shuǎi），而主要應用於硬質合金等無（wú）相（xiàng）變的材料。此外．CVD處理過程中的排（pái）放（fàng）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（guò）熱（rè）擴散作用於工件表麵形成一層數微米至數（shù）十微（wēi）米的碳化釩覆層（céng）。

"ID覆層處理的（de）主要特點是：

①覆層（céng）硬度高．硬度可（kě）達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

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

③ID覆（fù）層（céng）處（chù）理後可以直接進行（háng）淬火．這一點特別適合於各類模具鋼（gāng）材；④ID覆層（céng）處理（lǐ）可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上（shàng）采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一（yī）些場合具有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（chéng）本較低．無公害，目前該技術在日（rì）本、美（měi）國等都已得到廣泛的應（yīng）用 國內70年代即已開始研（yán）究該技術．到目前已有數（shù）十家單位（wèi）對該技術（shù）進行過研究。通過十（shí）餘（yú）年的（de）科研和實踐．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（diàn）、五餘製管、冶金等（děng）行（háng）業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥壓（yā）成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取（qǔ）得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案（àn），應根據工（gōng）件和載荷大小、生產批量、被加（jiā）工材料的（de）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（duì）模具凸、凹（āo）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（xìng）價比最高。

總之：工件拉傷問題（tí）是粘著磨損的結果，解（jiě）決工件拉傷問題的方法較（jiào）多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵（miàn）進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解（jiě）決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法（fǎ）。