​五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是（shì）由於（yú）模（mó）具凸（tū）、凹模（mó）表麵的宏觀機械凹凸不平或（huò）被成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾（jiá）雜其（qí）他硬（yìng）質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表（biǎo）麵（miàn）形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模（mó）表麵進行仔細研磨加（jiā）工，並加強（qiáng）生產環境的管（guǎn）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（lā）傷，也（yě）是生產中最常（cháng）見的又不容（róng）易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的（de）產生（shēng）及（jí）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（de）拉傷問題應依照減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（chéng）此對接觸副的三方，即被成形（xíng）工件的（de）原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵（miàn）分別予以分析。

1. 通過對原（yuán）材料進行表麵處理，如對原（yuán）材料進行磷化、噴塑或（huò）其（qí）他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層（céng），可以大大減輕或消除工件的拉傷，這（zhè）種方法往往成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加生（shēng）產工序，盡管這種（zhǒng）方法有時有些效果，實際生產中應用卻很（hěn）少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有（yǒu）時也可（kě）以解決工件的拉傷問題。對於生（shēng）產線，通過機構可（kě）以達到連續供給薄膜，而對於周期生（shēng）產的衝壓（yā）設備，每生產（chǎn）一件工件（jiàn）需加一張薄膜，影響生產效率，此方法（fǎ）一般（bān）成本（běn）也很高，還會產生大量廢料，對於小批（pī）量的大型工（gōng）件的生產采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很（hěn）小（xiǎo）的場（chǎng）合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤（rùn）滑油就可以解（jiě）決工件的拉傷問題（tí）。

3. 模具方麵通過改變模具凸（tū）、凹模材料或對模（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（jiě）決拉傷問題（tí）經濟（jì）而（ér）有效的方法，也是目前廣（guǎng）泛采用的方法（fǎ）。

（1）從模具凸、凹模材料入手解（jiě）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（de）凸、凹模抗拉傷性能很高（gāo），存在的問（wèn）題是材料（liào）成本高，不易加工，對於較大型的（de）模具，由於燒製大型硬質合金（jīn）塊較困難，即使燒製成功，加工過程（chéng）中也有可能出現開裂，成（chéng）材率低，有些幾（jǐ）乎難以（yǐ）成形。此外硬質合（hé）金性脆，搬運、安裝使（shǐ）用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩（bēng）塊或開裂而報廢。另（lìng）外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的（de）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（yú）硬度很低，耐磨性能（néng）較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵（miàn）形成（chéng）凹凸不平，如此生產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（biǎo）麵（miàn）進行研磨拋光後（hòu）方可進行（háng）再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的（de）拉傷問題，但銅基（jī）合金（jīn）一般硬（yìng）度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情（qíng）況（kuàng）下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成（chéng）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（jué）拉傷問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍（dù）硬鉻等（děng）表麵處理。但（dàn）如此（cǐ）製作的模具往往壽命比較（jiào）短，在使用一（yī）段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重新（xīn）進行表麵處理。

（2）通過對（duì）模具進行表麵處（chù）理特別是對模具凸、凹模進行表麵超（chāo）硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處（chù）理（lǐ）方（fāng）法有多種，比較常（cháng）用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳（niè）磷、刷鍍特（tè）種合（hé）金等；化學熱處理方麵有（yǒu）各類滲氮（dàn）、滲硼、滲硫等；表麵超（chāo）硬化處理方麵有化學氣相（xiàng）沉積(CVD)、物（wù）理氣（qì）相沉積(VVD)、物（wù）理化學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍（dù）是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金（jīn）鍍層（céng）性（xìng）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、刷鍍鎳（niè）鎢合金（jīn）等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些（xiē）方法（fǎ）有時（shí）可以（yǐ）取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層（céng）的硬（yìng）度較（jiào）低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現。另一方麵，鍍（dù）層與基體材料（liào）機（jī）械（xiè）結合，在（zài）負荷較（jiào）大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學（xué）熱處理是將工件放入含某（mǒu）種或某幾種化學元素的介質中（zhōng）加熱（rè）保溫，通過工件與介（jiè）質的物理化學作用（yòng），將這種或這（zhè）幾種元素滲入工件表麵，然後以適（shì）當的方（fāng）式冷卻，從而改變了工件（jiàn）表（biǎo）麵的成分和組織結構，並賦予工（gōng）件不同的物理、化學（xué）和機械性能。化學熱（rè）處理的（de）種類很多，根據所滲元素不同（tóng）分類為：各種滲碳（tàn）、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（jiǎn）摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目（mù）前（qián）常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲硼（péng）、滲硫幾（jǐ）種。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往（wǎng）具有（yǒu）較常規鋼製模具（jù）高（gāo）得（dé）多的抗拉傷性（xìng）能。在缺乏其他表麵處理工（gōng）藝方法（fǎ）的情況下，這不適為一種（zhǒng）較好的選擇，也是較常（cháng）用的方法。就滲（shèn）氮處理（lǐ）而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右（yòu）)，其耐（nài）磨性有限，而化合（hé）物層一旦磨損（sǔn），拉傷（shāng）又會出現，所以在（zài）大（dà）批量生產過（guò）程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就（jiù）滲硼工（gōng）藝（yì）而言，其硬（yìng）化（huà）層硬度可（kě）達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性（xìng）和滲硼工件變形較大以（yǐ）及（jí）滲硼層抗（kàng）拉傷性能較差是（shì）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陛能，在一些場合也取（qǔ）得（dé）了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具（jù），效果有限。表麵超硬化處（chù）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（zhè）幾（jǐ）種表麵處（chù）理的共同特點是都可以在工件表麵形（xíng）成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能（néng）。實踐證明，化學氣（qì）相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前（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（miàn）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耐磨、抗拉傷性能，但（dàn）由於其膜基結合力較CYD和TD覆層（céng）處理差距較大（dà），往往在使用過（guò）程（chéng）中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層（céng）的性能（néng）特點，因此這兩（liǎng）種方法除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（nán）有滿意的效果。

（3）化學氣相（xiàng）沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材（cái）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（jù）材料或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能（néng）夠數（shù）倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）會氧化．因此後續工序要求嚴格，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，而主要應（yīng）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（duì）環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其（qí）原理是（shì）通過熱擴散（sàn）作用於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳（tàn）化釩覆（fù）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（mó）、抗拉傷、耐蝕等性能；

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

③ID覆層處理後（hòu）可以直接進行淬火．這一點特別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理（lǐ）可以重（chóng）複進行。

大（dà）量的實踐證（zhèng）明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用效（xiào）果，在一些（xiē）場合（hé）具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術（shù）的設備相對而（ér）言比較簡單，成本較（jiào）低．無公害，目前該技術在日本、美國等都（dōu）已得到廣泛（fàn）的應用 國內70年代即（jí）已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。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（de）要求（qiú）．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎（wān）曲、翻邊、輥壓（yā）成（chéng）形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取（qǔ）得了極優的使用（yòng）效果。綜（zōng）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（duì）於具體的個案，應（yīng）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（zài）所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質（zhì）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覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工（gōng）件拉傷問（wèn）題是粘著磨損的結果，解（jiě）決工件拉傷（shāng）問題的（de）方法較多，應（yīng）根（gēn）據具體情況予以選擇。一般（bān）情況下．采用硬質合金為模具（jù）材料，對（duì）模具凸、凹模（mó）表麵進行化（huà）學氣相沉（chén）積和TD覆層處（chù）理足解決工（gōng）件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。