五（wǔ）金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形（xíng）過程中拉傷（shāng）產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的（de）宏觀機械凹凸（tū）不平或被成形材料（liào）與模（mó）具凸（tū）、凹模表麵之間（jiān）夾雜其他硬質顆（kē）粒，都會在工件（jiàn）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（miàn）進行仔細研磨加工，並加強（qiáng）生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模（mó）具凸、凹模表麵粘著磨損而（ér）形成的拉傷，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（de）產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形（xíng）過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。

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

1. 通過對原材（cái）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（céng）非（fēi）金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉（lā）傷，這（zhè）種方法往往成本（běn）較（jiào）高，並需要添加另外（wài）的（de）生產設（shè）備和增加生產工序，盡管（guǎn）這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可（kě）以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工（gōng）件（jiàn）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（gōng）件（jiàn）的生產（chǎn）采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時通（tōng）過添（tiān）加潤滑（huá）油（yóu）或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵（miàn）通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料（liào）與（yǔ）凸、凹模這對（duì）接觸副性質發（fā）生改變。實踐表（biǎo）明，這（zhè）是解決拉傷問題經濟（jì）而有效的方法，也是（shì）目前廣泛采用的方法。

（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（jīn），一般情況下，由這種材料製（zhì）作的凸（tū）、凹模抗（kàng）拉（lā）傷性（xìng）能很（hěn）高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成（chéng）功，加工過（guò）程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾（jǐ）乎難以成（chéng）形。此外硬質合金性脆（cuì），搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就（jiù）有可能出現崩塊（kuài）或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐（nài）磨（mó）抗咬合性能很高，而（ér）鈷相由於硬度很（hěn）低，耐磨（mó）性能較差，使（shǐ）用（yòng）過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如（rú）此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模（mó）具（jù）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（kě）解決工件（jiàn）的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易（yì）出現磨損超差，在（zài）大批（pī）量生產的情況下，這種（zhǒng）材料（liào）的性價比較低。對於（yú）較大型（xíng）的模具，如汽車（chē）覆蓋件的成形模具，大（dà）量采（cǎi）用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能（néng）減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題（tí），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（yòng）一段時（shí）間後，如（rú）出現（xiàn）拉傷，又需修模（mó）並重新進行表麵處理（lǐ）。

（2）通過（guò）對模具進行表麵處（chù）理特別是（shì）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（fǎ）。表麵處理方法有多種，比較常用的（de）有：鍍（dù）層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等（děng）；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉（chén）積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的（de）方法（fǎ），在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同（tóng）。合金鍍層性能各異。就（jiù）耐磨抗咬合用（yòng）途，目前應用較多的（de）是鍍硬鉻、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或（huò）大型模具采用這些方法有時可以取得一定的（de）效果。這類表麵（miàn）處理存在（zài）的問題是一方麵由於表（biǎo）麵硬化層的硬度較低，容易（yì）出現磨損，而鍍層一旦磨損（sǔn），拉傷又會出現。另一方（fāng）麵，鍍（dù）層與基體材料機械（xiè）結合（hé），在負荷較大的場合，有時使用幾次（cì）鍍層就會剝落，而（ér）鍍層一旦剝落，其功（gōng）效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或（huò）某幾種化學元素的介質中加（jiā）熱保溫，通過工件與介（jiè）質的物理化學作用，將這種（zhǒng）或這幾種元素滲入（rù）工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變（biàn）了工件表麵的成（chéng）分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和（hé）機械性能。化學熱處理（lǐ）的種類很多，根（gēn）據所滲元（yuán）素（sù）不同分類為：各種滲碳（tàn）、各種滲（shèn）氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁、滲鋅、滲其他各（gè）種金屬等。以（yǐ）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（zhǒng）。

采（cǎi）用合（hé）適的模具材料輔以滲氮（dàn）、滲硼等（děng）化（huà）學熱處理往往具有（yǒu）較常規鋼製模具高得（dé）多的抗拉傷性能。在（zài）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（zé），也是較常用的方法。就滲氮處理而言，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（yǐ）下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層（céng）一旦（dàn）磨損，拉傷又會出現，所以在大批量（liàng）生產過程中滲氮處理往往（wǎng）還無法滿足生產（chǎn）要求。就滲硼（péng）工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較（jiào）高，但依據經（jīng）驗，滲（shèn）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（zhì）約該技術在成（chéng）形類模具上應用的（de）幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，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（xiàng）沉積(Ev'D)、物（wù）理化學氣（qì）相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件表麵（miàn）形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具（jù）有極高的耐磨抗咬（yǎo）合等性能。實踐證明，化（huà）學氣相沉積(O／D)、"ID覆（fù）層處理技術是（shì）目前解決工件（jiàn）拉傷效果最好（hǎo）的方（fāng）法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件（jiàn），雖（suī）然其表麵硬度也可（kě）達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力（lì）較（jiào）CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表（biǎo）麵超硬化層的性（xìng）能特點，因此這兩（liǎng）種方法除在載荷較小（xiǎo）的情況下有（yǒu）可能具有效果（guǒ）J'l、，一般的成（chéng）形類模具很難有滿意（yì）的效果。

（3）化學（xué）氣相（xiàng）沉積（jī）(CVD)的碳化（huà）鈦c)或碳（tàn）氮化鈦( )之類的材料、具有極高（gāo）的硬度(3 000I-IV以上（shàng）)，加上（shàng）其膜基結合力很高，具有比一般模具材（cái）料或經其他表麵處理後高得多的（de）耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能夠（gòu）數倍至幾十倍地提高（gāo）模具的使用壽命。其缺點是處理（lǐ）溫度高．工件（jiàn）變形大．上件CVD處理完（wán）以（yǐ）後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以（yǐ）上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭（zāo）受（shòu）破壞．嚴（yán）藿製約了其在（zài）鋼模上的應甩，而主要應用於硬質（zhì）合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程（chéng）中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又（yòu）名熔鹽滲金屬、滲釩（fán）等（děng）。其原（yuán）理（lǐ）是通（tōng）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（de）碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要（yào）特點是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左（zuǒ）右．具有極高的耐（nài）磨、抗拉（lā）傷、耐蝕等性能；

②由於是通過（guò）擴散形成的，所（suǒ）以覆層與（yǔ）基體具有冶金結（jié）合，這一點在成形類模具上的應用（yòng）極其重要；

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

大量（liàng）的實踐證明。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果，在一（yī）些場合具有比硬質合金更好（hǎo）的效果。由（yóu）於ID覆層處理技術的設備相（xiàng）對而言比較簡單，成本較（jiào）低．無公害，目前該技術在日本、美（měi）國等都已得（dé）到廣泛的應用 國內70年代（dài）即已開始（shǐ）研究該技術（shù）．到（dào）目前已有數十家單位對該技術進行過（guò）研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該（gāi）技術（shù）達到長期穩定生產的要求．並已成功應用到（dào）汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成（chéng）形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件（jiàn）及模具凸（tū）、凹模表麵拉（lā）傷問（wèn）題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生（shēng）產批量（liàng）、被（bèi）加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問題（tí）的方法中，以（yǐ）采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵（miàn）進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理（lǐ）為最好。其中又以（yǐ）"ID覆層處理性價比最高（gāo）。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損（sǔn）的結果，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（miàn）進（jìn）行化學（xué）氣相沉積和（hé）TD覆（fù）層處理足解決工件及模具凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最有效最經（jīng）濟的方法。