五金模具拉傷的原因（yīn）及解決措施

工件成形過程中（zhōng）拉傷產生的原因主要有以下兩種（zhǒng）：

一是由於（yú）模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹（āo）凸不（bú）平或被成形（xíng）材料與模具凸（tū）、凹模（mó）表麵之間夾雜（zá）其他硬質顆粒，都會在工件（jiàn）表麵或（huò）模具凸、凹模表（biǎo）麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸（tū）、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（jiàn）表麵與模具凸、凹模表（biǎo）麵粘著磨損而形成（chéng）的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產（chǎn）生及減（jiǎn）少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件（jiàn）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（guò）改變接觸（chù）副的性質作為出發點。以下（xià）就構成此對接觸副的三（sān）方，即被（bèi）成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以（yǐ）分析。

1. 通過對原材料進（jìn）行表麵處理，如對原材料進行磷化（huà）、噴塑（sù）或其（qí）他表麵處理，使被成形材料表（biǎo）麵形成一（yī）層非金屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除工（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工序，盡管這種方法有時有些效果，實際（jì）生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間（jiān）加一層PVC之（zhī）類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產（chǎn）線，通過機構可（kě）以（yǐ）達（dá）到連續供給（gěi）薄膜，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，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件（jiàn）的（de）生產（chǎn）采用此種方法是可（kě）取的。在一些成形負荷很小的場合，有（yǒu）時通過添（tiān）加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可（kě）以解決（jué）工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹（āo）模材料或對（duì）模具凸、凹模進行表麵處理（lǐ），使被成形材料與凸、凹（āo）模這對接觸副性質發（fā）生改變。實踐表（biǎo）明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方（fāng）法，也是目前廣泛（fàn）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、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較（jiào）大型的模具，由於燒製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開（kāi）裂（liè），成材率低，有些幾（jǐ）乎難以成形。此外硬質合金性（xìng）脆，搬運（yùn）、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另（lìng）外，由（yóu）於硬（yìng）質（zhì）合金的組織結構（gòu）是由硬（yìng）質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組（zǔ）成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨（mó）抗咬合（hé）性能（néng）很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用（yòng）過程中鈷相會優先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵（miàn）形成凹凸不（bú）平，如此生產出來的工件表麵也（yě）會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷（shāng）問題，但銅基合（hé）金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大（dà）批量生產的情況下，這種材料的性價比較低（dī）。對於較大型的模（mó）具，如汽車（chē）覆蓋件的（de）成形模具，大量采用了合金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的（de）拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍（dù）硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往（wǎng）往壽命比較短，在使用一段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並（bìng）重新進行表麵處理。

（2）通（tōng）過對模具進行表（biǎo）麵（miàn）處理特別是對模具凸、凹模（mó）進行表麵超硬（yìng）化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷（shuā）鍍特種合金等；化學熱（rè）處理（lǐ）方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵（miàn）超硬化處理（lǐ）方（fāng）麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣（qì）相沉（chén）積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相沉積（jī）(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學（xué）反應的方法，在工件表麵形成（chéng）合金（jīn）鍍層，工藝不同（tóng）。合金鍍層性能各異。就（jiù）耐磨抗咬合用途，目（mù）前應用（yòng）較（jiào）多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷（shuā）鍍鎳鎢合金等。對於成形（xíng）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（xiào）果。這類（lèi）表麵處理存在的問題是一方麵由（yóu）於表麵硬（yìng）化層的硬度較低，容（róng）易出現（xiàn）磨損，而（ér）鍍層一旦磨損，拉傷（shāng）又（yòu）會（huì）出現。另一方麵，鍍層與基體（tǐ）材料機械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次（cì）鍍（dù）層就會剝落（luò），而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學（xué）熱（rè）處理是將工件放入含某（mǒu）種或某幾種（zhǒng）化（huà）學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的（de）物理化學作用，將這種（zhǒng）或這（zhè）幾種元素滲入工件表麵，然（rán）後以適當的（de）方式冷卻，從而改變了工件表麵的成（chéng）分和組織結構（gòu），並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化（huà）學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮（dàn）、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各（gè）種金屬（shǔ）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、滲硼等化學熱處理往往（wǎng）具有較常規鋼製模具高得（dé）多（duō）的抗拉傷性能。在（zài）缺乏其他（tā）表麵處理工藝方（fāng）法的情況下，這不適（shì）為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就（jiù）滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很（hěn）高的抗拉傷性能，但由（yóu）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)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼（péng）工藝而言，其硬化層硬（yìng）度可達1800 HV，耐（nài）磨性較高，但（dàn）依據（jù）經驗，滲（shèn）硼質量的穩定性和滲（shèn）硼工件變形較大（dà）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（yīng）用的幾個重要因素（sù）。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負（fù）荷（hé）較大的成形類模具，效果有限。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（chén）積(PVD)、"]-l-J覆層處理（lǐ）。這幾種表（biǎo）麵處理的共（gòng）同（tóng）特（tè）點是都可（kě）以（yǐ）在工件表麵形成2 000 HV以（yǐ）上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐（jiàn）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傷效果最好的方法。而經物理氣相沉（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（yě）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（qí）膜基（jī）結合力較CYD和TD覆層處理差距較（jiào）大，往往在（zài）使用過（guò）程（chéng）中過甲j脫（tuō）落，發揮不出（chū）表麵超硬化層的性能特點，因此（cǐ）這兩種方法除在載荷較小的（de）情況下有可（kě）能（néng）具有（yǒu）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（chén）積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮（dàn）化鈦( )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、抗拉份陛能。能夠（gòu）數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處理完以後．需（xū）另外重新加熱淬（cuì）火（huǒ）。而表麵沉積（jī）層在空氣中於400～500℃以上的（de）溫度下（xià）加熱會氧化．因此（cǐ）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（gāng）模上的應甩，而主要應用於硬質合（hé）金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽（yán）滲金屬、滲釩等。其原理是（shì）通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微（wēi）米至數（shù）十微米的碳化釩覆（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（nài）磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形（xíng）成的，所以覆層與基（jī）體具有冶金結合，這一點在成形類模具上的應（yīng）用極其重要；

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（lèi）模具鋼材；④ID覆層處（chù）理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵（miàn）處理無法比擬（nǐ）的使用效果，在一些場合具有比（bǐ）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，成本較低．無公害，目（mù）前該技（jì）術在日本、美國等都已得到廣泛的應用（yòng） 國內70年代即已（yǐ）開始研究該技術．到目前已有數十家（jiā）單位對該技術進行過研究。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（lā）伸（shēn）、彎曲（qǔ）、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模（mó）具上，取得了極優的使用效（xiào）果。綜上所述，解決工件及（jí）模具凸、凹模表（biǎo）麵拉（lā）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、被加工材料的種類等情況選擇相應的方（fāng）法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金（jīn）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（jià）比最高。

總之：工件拉傷問（wèn）題是粘著（zhe）磨損的結果，解決工（gōng）件拉（lā）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（mó）具材料，對（duì）模具凸、凹模表麵進（jìn）行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件（jiàn）

及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。