​五金（jīn）模具拉傷的原因及解決措施

工件（jiàn）成形過程中拉（lā）傷產生的原因主要有（yǒu）以下（xià）兩（liǎng）種（zhǒng）：

一是（shì）由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不（bú）平或被成（chéng）形材料（liào）與模具凸、凹模表麵之間夾雜（zá）其他硬質顆粒，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，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生（shēng）產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下（xià）詳（xiáng）細分析粘（zhān）著磨損的（de）產生及減（jiǎn）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問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改（gǎi）變接觸副的性質作為出（chū）發點（diǎn）。

以下（xià）就構成此對接觸副（fù）的三方，即被成形工件的原（yuán）材料方麵、工件與（yǔ）模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對（duì）原材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以（yǐ）大大（dà）減輕或消除工（gōng）件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另（lìng）外的生產設備和增加生產（chǎn）工（gōng）序，盡管這種方法有時有些效（xiào）果，實際（jì）生產中應用卻很少。

2.在模（mó）具與成形材料（liào）之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件（jiàn）的拉（lā）傷問題。對（duì）於生產線，通過機構可以達到（dào）連續供給薄膜，而對於（yú）周期生產的衝壓設備（bèi），每生產一件工件需（xū）加一張薄（báo）膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會（huì）產生大量廢（fèi）料，對於小（xiǎo）批量（liàng）的大型工件的生產采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場（chǎng）合，有（yǒu）時通過添加潤滑油或加（jiā）EP(極壓)添加劑（jì）的潤滑油就可（kě）以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改（gǎi）變模具凸、凹模（mó）材料或對模（mó）具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這（zhè）對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問（wèn）題經濟而有效的方法，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，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷（shāng）性能很（hěn）高，存在的問題是材料成（chéng）本高，不易（yì）加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質（zhì）合金塊較（jiào）困（kùn）難，即使燒製成功，加工過程（chéng）中也有可能出現開裂，成材率（lǜ）低，有些幾乎難以成形（xíng）。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極（jí）其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開（kāi）裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織（zhī）結構是由硬質（zhì）的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐（nài）磨性能較差，使用（yòng）過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使凸、凹模表麵（miàn）形成凹凸不平，如（rú）此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此（cǐ）時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋（pāo）光後方可進行再生產。采用合適的銅基合（hé）金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一（yī）般硬度較（jiào）低，易出現磨損超差，在大批量生產（chǎn）的情況下，這種材料（liào）的（de）性價比較低。對於較大型的模具，如汽（qì）車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題（tí）需輔以滲氮，鍍硬鉻（gè）等表（biǎo）麵處理。但如此製作的模具往往壽命（mìng）比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵（miàn）處理。

（2）通（tōng）過對模具進行（háng）表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處（chù）理是解（jiě）決工件表麵拉傷問題經濟而有（yǒu）效的方法。表麵處理方法有多（duō）種，比較（jiào）常用的有：鍍層（céng）方麵（miàn）有鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合金等；化學熱處理方麵（miàn）有各類滲氮、滲（shèn）硼、滲（shèn）硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化（huà）學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應（yīng）的方法（fǎ），在工件（jiàn）表麵形成合金鍍（dù）層，工藝（yì）不同。合金鍍層性（xìng）能各異。就（jiù）耐磨抗（kàng）咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等（děng）。對於成形負（fù）荷較輕或大型模具采用這些（xiē）方法有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存（cún）在（zài）的問題是一方麵由於表麵硬（yìng）化層的硬度較低，容易出現（xiàn）磨損，而鍍層一旦磨（mó）損，拉傷又會（huì）出（chū）現。另一（yī）方（fāng）麵，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（céng）就會剝落（luò），而鍍層一旦剝落，其功效也就失（shī）去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元素（sù）的介質中加（jiā）熱（rè）保溫（wēn），通過工件（jiàn）與介質的物理化學作（zuò）用，將這種或這幾種元（yuán）素滲入工件（jiàn）表麵，然後以適當（dāng）的方式冷（lěng）卻，從（cóng）而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦（fù）予工件（jiàn）不同的物理、化學和機械性能（néng）。化學熱處理（lǐ）的種類很多，根據所滲元（yuán）素不同（tóng）分類為：各種滲碳、各種滲氮、各（gè）種氮（dàn）碳或碳氮（dàn）共滲、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、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲氮（dàn）、滲硼等化學（xué）熱處（chù）理往往具有較常規（guī）鋼（gāng）製模具高得多（duō）的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況下，這不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（jù）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（qiě）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，拉傷又會出現，所以在大批量生（shēng）產過程中滲氮處理往往（wǎng）還無法滿足（zú）生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化（huà）層硬度可達1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的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（qiān）陛能，在一些場合（hé）也取得了較（jiào）好的效果，但對於（yú）負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵（miàn）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（lǐ）化學氣（qì）相沉積(PVD)、"]-l-J覆層（céng）處理。這幾種表麵處（chù）理的共同（tóng）特點是都可以在（zài）工件表麵（miàn）形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有極高的耐（nài）磨抗咬合等性（xìng）能。實踐證（zhèng）明，化學氣相（xiàng）沉積(O／D)、"ID覆（fù）層處理技術是目前解決工件拉傷效果最（zuì）好的方法。而經物（wù）理氣相沉（chén）積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬（yìng）度也可達到2 000-3 000 HV，甚（shèn）至更高，表麵硬化層也具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷性（xìng）能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆層處（chù）理差距較大，往往在使用過（guò）程中過甲j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層（céng）的性（xìng）能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下（xià）有可能具有效果J'l、，一般（bān）的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳（tàn）氮（dàn）化鈦( )之類的材（cái）料、具有極高的（de）硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具（jù）有比一般模具材料或經其他表麵處理後高得（dé）多的（de）耐磨、抗（kàng）拉份陛（bì）能（néng）。能夠數倍至幾十倍地提高模具的（de）使用壽命。其（qí）缺點（diǎn）是處理（lǐ）溫度高（gāo）．工件變形大．上件CVD處理（lǐ）完以後．需另外重新（xīn）加（jiā）熱淬火。而表（biǎo）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，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的（de）應甩（shuǎi），而主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放（fàng）物對環境汙染較大（dà）。"ID覆層處理國內又名熔鹽（yán）滲金屬（shǔ）、滲釩（fán）等。其原理是通過熱擴散作用（yòng）於工件表（biǎo）麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層（céng）。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度高．硬度（dù）可達（dá）3000I-IV左（zuǒ）右．具有極高的耐磨、抗（kàng）拉傷（shāng）、耐蝕等性（xìng）能；

②由（yóu）於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具（jù）有冶金結合，這一點在成形類模具上的應用極其重要；

③ID覆層（céng）處理後（hòu）可以直接進行淬火（huǒ）．這一（yī）點特（tè）別適合於（yú）各類模具鋼（gāng）材；④ID覆層處理可以（yǐ）重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上采（cǎi）用該技術具有其他表麵處理（lǐ）無法比擬的使（shǐ）用效果，在一些場合具有比硬（yìng）質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對（duì）而言比較簡單，成本較低．無公害（hài），目前（qián）該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 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技術（shù）進行過研究。通過十餘年的科研和實（shí）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、五餘製管、冶（yě）金等行業（yè）的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極（jí）優的使用效果（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷問（wèn）題的方法很多，對於具體的個（gè）案，應（yīng）根據工件和載荷大（dà）小、生產批（pī）量、被加工材料的種（zhǒng）類等（děng）情況選擇相應的方法。在（zài）所（suǒ）有解（jiě）決拉（lā）傷問題（tí）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覆層處理為最（zuì）好。其（qí）中又以"ID覆層處（chù）理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題的方法較多，應（yīng）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（mó）表麵進行化學氣（qì）相沉積（jī）和TD覆層處理足解決（jué）工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方（fāng）法（fǎ）。