​五金（jīn）模（mó）具拉傷的（de）原因及解決措施

工件（jiàn）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、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與（yǔ）模具凸、凹模（mó）表麵之間夾雜其他硬質（zhì）顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表（biǎo）麵形（xíng）成機械的磨損，解決方法是對（duì）模具凸、凹模表麵進（jìn）行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘（zhān）著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見（jiàn）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及減少（shǎo）粘著磨損（sǔn）的一（yī）些基本措施。解決模具及工件成形過（guò）程中的拉傷問題應依照減小（xiǎo）粘著磨損的基本原（yuán）則，通過（guò）改變接觸副的性（xìng）質作為出發點。

以下就構成此對（duì）接觸副（fù）的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具之（zhī）間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處（chù）理，如對原材料進行磷化、噴塑或（huò）其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層（céng），可以大大（dà）減輕或消除工件的拉傷，這種方法（fǎ）往往成本（běn）較高，並需要添（tiān）加另外的生產設備和增加生產工序，盡管這種（zhǒng）方法有時有些效果，實（shí）際生產中應用（yòng）卻（què）很少。

2.在（zài）模具與（yǔ）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。對於生產線，通過機（jī）構（gòu）可以達到連續供給薄膜（mó），而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生（shēng）產效率，此方法一般成本（běn）也很高，還會（huì）產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方法是（shì）可取的。在一些成形負荷很（hěn）小的場（chǎng）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（wèn）題。

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

（1）從模具凸、凹模材料入手解決（jué）工件（jiàn）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（kàng）拉傷性能很高（gāo），存在的（de）問（wèn）題是材料（liào）成本高，不易加工，對於較大（dà）型的模具，由於（yú）燒製大型（xíng）硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中（zhōng）也有可能出現開裂，成材率（lǜ）低，有些幾乎難以（yǐ）成形。此（cǐ）外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有（yǒu）不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組（zǔ）織結構是由硬質的碳（tàn）化鎢顆粒（lì）和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先（xiān）磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵（miàn）進行研磨拋光後方可進行再（zài）生產（chǎn）。采用合（hé）適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低（dī），易出現磨損超差，在大（dà）批量生產的情況下，這種（zhǒng）材料的性價比較低（dī）。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成（chéng）形模具，大（dà）量采用了（le）合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷（shāng），無法消除拉傷問題（tí），要徹底（dǐ）解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻（gè）等表（biǎo）麵處理。但如此（cǐ）製作的模具往往壽命比較（jiào）短，在使（shǐ）用一段時間後，如出現（xiàn）拉傷，又需修模並重（chóng）新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵（miàn）處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬（yìng）化處理是解決（jué）工件表麵拉傷問（wèn）題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有（yǒu）：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）特種（zhǒng）合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼（péng）、滲硫等（děng）；表麵超硬化處理方麵有（yǒu）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（fù）層處理。電（diàn）鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學（xué）或化學反應（yīng）的方法，在工（gōng）件表麵形成合（hé）金（jīn）鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用（yòng）途，目前應用較多的是（shì）鍍（dù）硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合（hé）金（jīn）等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方法（fǎ）有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題（tí）是一方麵（miàn）由於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一（yī）旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的（de）場合，有時（shí）使用幾（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）的介質中加熱保溫，通過（guò）工件與介質（zhì）的（de）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（shì）冷卻，從（cóng）而改變了工件表麵的成分和（hé）組織結構，並賦予工件不同的物（wù）理（lǐ）、化學（xué）和機（jī）械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不（bú）同分類為：各種滲碳（tàn）、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲（shèn）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（de）的化學（xué）熱（rè）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、滲硼等化學熱處理往往具有較常（cháng）規鋼（gāng）製模具高得多的抗拉傷性能。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（lǐ）而言，滲氮的化合物層（céng）具有很高的抗拉傷性能（néng），但由於其硬化效果（guǒ）有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性（xìng）有限，而化合物層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現，所以在（zài）大批量生產過程中滲氮處理往往還無法（fǎ）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（jiào）高，但依據經驗（yàn），滲硼質量的穩定性和（hé）滲硼（péng）工件（jiàn）變形較大以（yǐ）及滲硼層抗拉傷性能（néng）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（liú）技術具有較高的減牽陛能，在一些場（chǎng）合也取得了較好的效（xiào）果，但對於負荷較大的（de）成形類模具，效果有限。表麵（miàn）超硬化處理是指（zhǐ）化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積（jī）(PVD)、"]-l-J覆（fù）層處理。這幾（jǐ）種表麵處理的共（gòng）同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬（yìng）化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化（huà）學（xué）氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前（qián）解（jiě）決工件拉傷效（xiào）果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和（hé）物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表麵（miàn）硬化層也具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於（yú）其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆層處理（lǐ）差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除（chú）在載荷較小的情況下有可能具（jù）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（zhī）類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基（jī）結合（hé）力很（hěn）高（gāo），具有比一（yī）般模（mó）具材料或經（jīng）其（qí）他表麵處理後高得多的耐磨（mó）、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高（gāo）模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加（jiā）熱淬火。而表麵沉積（jī）層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求（qiú）嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿（huò）製（zhì）約了其在鋼模上的應甩，而主要應（yīng）用於硬質合金等無相變的材料。此外（wài）．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較（jiào）大。"ID覆層處（chù）理（lǐ）國內又（yòu）名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通（tōng）過熱擴散作用於工（gōng）件表麵形成一層（céng）數微米至數十（shí）微米的碳化釩覆層。

"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（kàng）拉傷、耐蝕等（děng）性能；

②由於是通過擴散形（xíng）成的，所（suǒ）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覆層處理後可以直接進行（háng）淬火．這一點特別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行（háng）。

大量的實（shí）踐證明。在成形類（lèi）模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一些場合具有（yǒu）比硬質合（hé）金更好的效果。由（yóu）於ID覆（fù）層處（chù）理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無公（gōng）害，目前該技術在日本（běn）、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（gāi）技術進行過研究。通過十餘（yú）年的科研和實踐．已使該技術達（dá）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（fān）邊、輥壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶（yě）金等類模具上（shàng），取得了極優的使用效果。綜上（shàng）所述（shù），解決工（gōng）件（jiàn）及模具凸、凹模表麵拉傷（shāng）問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工（gōng）件和載荷大小、生（shēng）產批量、被加工（gōng）材料（liào）的種（zhǒng）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模（mó）具（jù）凸、凹模表麵進行化學（xué）氣（qì）相沉積（jī）(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又（yòu）以（yǐ）"ID覆層處理性價比最（zuì）高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結（jié）果，解決工件拉傷問題的方法較多，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、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹（āo）模表麵（miàn）拉傷問題最有效最經濟的方法。