五金模具拉傷（shāng）的原因（yīn）及解決措施

工件成形過程（chéng）中拉傷（shāng）產生的原因主要有以下兩（liǎng）種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀（guān）機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹（āo）模表麵之間夾雜其（qí）他硬質顆粒，都會在（zài）工（gōng）件表麵或（huò）模具凸、凹模表麵形成（chéng）機械的磨損，解決方法是對模具凸、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（jiàn）表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決（jué）的（de）一種狀況，以下詳細分析（xī）粘著磨損的產（chǎn）生及（jí）減少粘著磨損的一些基（jī）本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依照（zhào）減小粘（zhān）著磨損的基本（běn）原則，通過改變接觸副的性質作（zuò）為出發點。

以下就構成此對（duì）接觸（chù）副的三方，即被成（chéng）形工件的原（yuán）材料（liào）方麵、工件與模具之間、模具方（fāng）麵分別予以分（fèn）析。

1. 通過對（duì）原材料進行表麵（miàn）處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其（qí）他（tā）表麵處理（lǐ），使被成形材（cái）料表麵形成一層非金屬（shǔ）膜層，可以大大減（jiǎn）輕或（huò）消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要（yào）添加另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，實際生產中應（yīng）用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決（jué）工件的拉傷問題。對於生產線，通過機（jī）構可以達到連續（xù）供（gòng）給（gěi）薄膜，而對於周期（qī）生產的衝壓（yā）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（yě）很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方（fāng）法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有（yǒu）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題。

3. 模具方（fāng）麵通過改（gǎi）變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹模這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐表（biǎo）明，這是解決拉傷（shāng）問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入（rù）手解決工件的拉（lā）傷問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材（cái）料製作的凸、凹模（mó）抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具（jù），由於（yú）燒製大型硬質合金塊較困（kùn）難，即使燒製成（chéng）功，加（jiā）工過程中也（yě）有可能出（chū）現開裂，成材率低，有（yǒu）些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小（xiǎo）心，稍有不慎就有可能出現（xiàn）崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質（zhì）合（hé）金的組（zǔ）織結構（gòu）是由硬質的碳化鎢顆（kē）粒和軟（ruǎn）的粘結（jié）相鈷（gǔ）所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能（néng）很高，而鈷相由於硬度（dù）很低，耐磨性（xìng）能（néng）較差，使用過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使凸、凹模表（biǎo）麵形成凹（āo）凸不平，如此生（shēng）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（yán）磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅（tóng）基合金也可解決（jué）工（gōng）件的拉傷問題，但銅基合金一般（bān）硬度較低，易（yì）出現磨損超（chāo）差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具（jù），如汽車覆蓋件的（de）成形（xíng）模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件（jiàn）的拉傷，無法消（xiāo）除拉傷問（wèn）題，要徹底解決拉傷問（wèn）題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但（dàn）如此製作的模具往往壽命比（bǐ）較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過（guò）對模具進行表麵處理特別是對（duì）模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有（yǒu）：鍍層方麵有鍍（dù）硬鉻、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；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（yǒu）化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電（diàn）鍍、化學（xué）鍍、刷鍍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（céng），工藝不同。合金（jīn）鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途（tú），目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采（cǎi）用這（zhè）些方法有時（shí）可以取（qǔ）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）的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵（miàn），鍍層與基體材料機械（xiè）結（jié）合，在負荷較大的場合（hé），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（lǐ）是將（jiāng）工件放入含某種或（huò）某幾（jǐ）種化學元素的介質中（zhōng）加熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種（zhǒng）或這幾（jǐ）種（zhǒng）元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不（bú）同的物理、化學（xué）和機械性能。化（huà）學熱處理的種類很多（duō），根據所滲元素不同分類為：各（gè）種滲碳、各種（zhǒng）滲氮（dàn）、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。以耐磨、減（jiǎn）摩、抗拉傷為目的的（de）化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲（shèn）氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模（mó）具材料輔（fǔ）以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製（zhì）模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏（fá）其他表麵處理（lǐ）工藝方法的情況下，這不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而（ér）言，滲氮的化合物（wù）層具有很高的抗拉傷（shāng）性能，但由於其（qí）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（xìng）有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn），所以在大（dà）批量生（shēng）產過程中滲氮處理（lǐ）往往還無法滿足生產要（yào）求（qiú）。就滲硼工藝（yì）而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性（xìng）較高，但依據經驗，滲硼質量的穩（wěn）定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層（céng）抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術在成形（xíng）類（lèi）模具上應用的幾個重（chóng）要因素。滲硫（liú）技術具有較高的減牽（qiān）陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的（de）成形類模具，效果有限。表（biǎo）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（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形成（chéng）2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的（de）耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是（shì）目前（qián）解決工件拉傷效果最好的方法（fǎ）。而經物（wù）理氣相（xiàng）沉積(PVD)和物理化學氣相沉（chén）積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可（kě）達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也（yě）具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較（jiào）CYD和TD覆層處理差距（jù）較大，往往在使用過程中過甲j脫（tuō）落，發揮不（bú）出表麵超硬（yìng）化層的性能特點，因此這兩種（zhǒng）方法（fǎ）除在載荷（hé）較（jiào）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）化學氣相沉積(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（shàng）其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或經其他（tā）表麵處理後（hòu）高得多（duō）的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用（yòng）壽命。其（qí）缺點（diǎn）是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵（miàn）沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）會氧化（huà）．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表（biǎo）麵硬化層就會遭（zāo）受破壞．嚴藿製（zhì）約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合金等無相變的（de）材料。此外．CVD處理過程中的排放物（wù）對（duì）環境汙染較大（dà）。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其（qí）原（yuán）理是通過熱擴（kuò）散作用於工件（jiàn）表麵形成一層數微米至數（shù）十微米的碳（tàn）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左右．具（jù）有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

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

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

大量的實踐證明（míng）。在成形類模具上（shàng）采用該技術（shù）具有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一些場合具有比硬質合金更好的（de）效果。由於ID覆層（céng）處理（lǐ）技術的設（shè）備相（xiàng）對而言比較（jiào）簡單，成本較（jiào）低．無公害，目前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該（gāi）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（yú）年的科研和實踐．已使（shǐ）該技術達到長期穩定生產的要（yào）求．並（bìng）已（yǐ）成功應用到汽車、家電、五餘（yú）製管、冶金等行業（yè）的拉伸、彎曲（qǔ）、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金（jīn）等類模具上，取得了極優的使用效果。綜（zōng）上（shàng）所（suǒ）述，解決工件及模具凸（tū）、凹（āo）模表麵拉傷問題的方法很（hěn）多，對於具體的個案，應根據工件和載（zǎi）荷大小、生產批量、被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（wèn）題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表（biǎo）麵進（jìn）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：工件拉傷問題是粘著磨損的結（jié）果（guǒ），解決工件拉傷問題的方法較多，應根據具體情況予（yǔ）以（yǐ）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（fù）層處理足（zú）解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有（yǒu）效最經濟的方（fāng）法。