五金模具拉傷的原（yuán）因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因（yīn）主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹（āo）模表麵的宏（hóng）觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模（mó）具凸、凹模表麵形成機械（xiè）的（de）磨損，解（jiě）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（zhe）磨損而形成的拉傷，也是生產（chǎn）中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘（zhān）著磨損的產生及減少粘著磨（mó）損的一些基本措（cuò）施。解決模具及（jí）工件成形過（guò）程中的拉傷（shāng）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，即被成形工件（jiàn）的原材料方麵、工件（jiàn）與模具之間、模具方麵（miàn）分別予以分析。

1. 通過對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（lǐ），使被成形材料表麵（miàn）形成一層非金屬膜層，可（kě）以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另（lìng）外的生（shēng）產設備和增加生（shēng）產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應（yīng）用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層（céng）PVC之類的薄膜，有時也可以解（jiě）決工件的拉傷（shāng）問題。對（duì）於生產線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生（shēng）產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄（báo）膜，影響生產（chǎn）效率，此（cǐ）方法（fǎ）一般成本也很高，還會產生大量廢料，對（duì）於小批量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合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添（tiān）加劑的潤（rùn）滑油就可以解決工件（jiàn）的拉傷問題。

3. 模具方麵通（tōng）過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理（lǐ），使被成形材料與凸、凹模這對接（jiē）觸副性質發生改變（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前（qián）廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工（gōng）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（tū）、凹模（mó）抗拉傷性（xìng）能很高，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（dà）型硬質合（hé）金塊（kuài）較（jiào）困難，即使燒製成（chéng）功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外（wài）硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其（qí）小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而（ér）報（bào）廢。另外，由於硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成（chéng），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，耐磨性能較差（chà），使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹（āo）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（āo）模表麵進行研磨拋光後方（fāng）可進行（háng）再生產。采用（yòng）合適的（de）銅基合金也可（kě）解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於（yú）較大（dà）型的模具，如汽車覆蓋件的成形（xíng）模具，大量采用了合金（jīn）鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷，無（wú）法消除拉傷問題（tí），要徹底解決拉傷問題（tí）需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命（mìng）比較短，在使用一段時間（jiān）後（hòu），如出現拉傷，又需修模（mó）並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹模（mó）進行表麵超硬化處理是解決工件（jiàn）表麵拉傷問題經濟而有效的方（fāng）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、刷鍍特（tè）種合金等；化學（xué）熱處（chù）理方麵有（yǒu）各類滲（shèn）氮、滲硼、滲硫等（děng）；表麵（miàn）超（chāo）硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理（lǐ）氣相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學（xué）或化學反應的方法，在工件表麵（miàn）形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬（yǎo）合用途，目前（qián）應用較多的是鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大（dà）型模具采用這（zhè）些方法有時可以取得一定的效果。這類表麵處（chù）理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低，容（róng）易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負（fù）荷較大的場（chǎng）合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一（yī）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的介質中加熱保溫（wēn），通過工件與介質的物理化學作（zuò）用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表（biǎo）麵的成分（fèn）和組織（zhī）結（jié）構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能（néng）。化學熱處理的（de）種類很多（duō），根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲（shèn）氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅（xīn）、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為（wéi）目（mù）的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲硫幾種。

采用合適（shì）的模具材（cái）料輔以滲（shèn）氮、滲硼等（děng）化學熱處理往往（wǎng）具有較常規（guī）鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏（fá）其他（tā）表麵處理（lǐ）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（de）方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層（céng）具有很高的抗拉傷（shāng）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)，其耐磨性有（yǒu）限（xiàn），而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn），所以在大批量（liàng）生（shēng）產過程（chéng）中滲氮處理往往還無法滿足生產要（yào）求。就滲（shèn）硼工藝而言，其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性能（néng）較差（chà）是製約該技（jì）術在成形類（lèi）模具上（shàng）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（chǎng）合也取得了較好的效果，但對於（yú）負荷較大的成形類（lèi）模具，效果有限。表麵超硬化處理是（shì）指化學氣相沉積(L、，D)、物（wù）理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層（céng）處理。這幾種表麵處理的共同（tóng）特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層（céng），並具有極高（gāo）的耐磨抗咬合等性（xìng）能。實踐證明，化學氣相沉積(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（ér）經物（wù）理氣相沉積(PVD)和物理化（huà）學氣相沉積（jī）(PCVD)的工件，雖（suī）然其表（biǎo）麵硬（yìng）度（dù）也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵（miàn）硬化層也具有極高的（de）耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層（céng）處理差距較大，往往在使用過（guò）程中過甲j脫落，發揮不（bú）出（chū）表麵超硬化（huà）層的性能特點，因此這兩種方法（fǎ）除在載（zǎi）荷較小（xiǎo）的（de）情況下有可能具有效果J'l、，一般（bān）的成（chéng）形類模具（jù）很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的（de）碳化鈦c)或碳氮化鈦( )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（jù）材料或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能（néng）。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命（mìng）。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上（shàng）件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵（miàn）沉（chén）積層在空氣中於400～500℃以上（shàng）的溫度下加熱會氧化．因此後續工（gōng）序要求嚴格（gé），稍有不慎，表麵硬（yìng）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金等無相變的材料。此外．CVD處理（lǐ）過程中的排放物對環境汙（wū）染較大。"ID覆層處理國內又名熔（róng）鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴（kuò）散（sàn）作用於工件表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．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐（nài）蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆（fù）層（céng）與基體具有冶金結合，這一點在成形類模具（jù）上的應用極（jí）其重（chóng）要；

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

大量的實踐證明。在成形類模具上采用（yòng）該技術具有（yǒu）其他表麵處理無法比擬的使用效果（guǒ），在一些場合具有比硬質合金更好的（de）效果（guǒ）。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，目（mù）前該技術在日本、美國（guó）等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開（kāi）始研究（jiū）該技術．到目（mù）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要（yào）求．並已成功應（yīng）用（yòng）到汽（qì）車、家電（diàn）、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻（fān）邊、輥壓成（chéng）形、冷鐓、粉末冶金等類（lèi）模具上，取（qǔ）得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量（liàng）、被加工材料的種類等（děng）情況選（xuǎn）擇相應的方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采（cǎi）用硬質合金為模具材料和對模具凸（tū）、凹模表麵進行化學氣（qì）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：工件拉傷問題是粘著磨損（sǔn）的結果，解決工件拉（lā）傷（shāng）問題的（de）方法較多，應根（gēn）據具體情況予（yǔ）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（qì）相沉積和（hé）TD覆層處理足（zú）解決工件及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。