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：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械（xiè）凹凸（tū）不平或被（bèi）成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會（huì）在工件表麵或模具凸（tū）、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細（xì）研磨加工，並（bìng）加強生產環境的管理。

二是由於工件表（biǎo）麵（miàn）與模具凸、凹模表麵粘著（zhe）磨損而形成的拉傷（shāng），也是生產中最常見的（de）又不容易解決的一種狀況，以下詳（xiáng）細分析粘著磨損的產生及（jí）減少粘著磨（mó）損的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中（zhōng）的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基（jī）本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點（diǎn）。以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原（yuán）材料方麵、工件（jiàn）與模具（jù）之（zhī）間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對（duì）原材料進行表麵處理（lǐ），如對原材料進行磷化、噴塑或其他表（biǎo）麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大（dà）減輕或消除工件的拉傷，這種方（fāng）法往往成本（běn）較高，並（bìng）需要添加另外（wài）的生產設備（bèi）和增加（jiā）生（shēng）產工序，盡管這（zhè）種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模（mó）具與成形材料之間加一層PVC之（zhī）類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機（jī）構可以達到（dào）連續供（gòng）給薄膜，而對於（yú）周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加（jiā）一張薄（báo）膜，影響生（shēng）產效率（lǜ），此方法一般成本也很高，還（hái）會產生大量廢（fèi）料，對於小批量的大型工件（jiàn）的生產采（cǎi）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)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸（tū）、凹模材料或對模具凸、凹模（mó）進行表麵處（chù）理，使被成形材料與（yǔ）凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解（jiě）決拉傷（shāng）問題經濟而有效的方法（fǎ），也是目前廣（guǎng）泛采用（yòng）的方法。

（1）從模具凸、凹模（mó）材（cái）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（kàng）拉傷性能很高，存（cún）在的問題是材料成本高，不易加工，對（duì）於較大型的模具，由（yóu）於燒（shāo）製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾（jǐ）乎難以（yǐ）成（chéng）形。此外硬質合金性脆，搬運（yùn）、安裝使（shǐ）用過程（chéng）中都要（yào）極其小心，稍有不（bú）慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢（fèi）。另外，由（yóu）於硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的（de）碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化（huà）鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高（gāo），而鈷相由於硬度（dù）很低，耐磨性（xìng）能較差，使用過程中（zhōng）鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平（píng），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、凹模表麵進行（háng）研磨拋光後方可進行再生產。采用合適（shì）的銅基合金也可解決工件的拉傷（shāng）問題，但銅基合金一（yī）般硬度較低，易（yì）出現磨（mó）損超差，在（zài）大批量生產的情況下，這種材料的性價（jià）比較低（dī）。對於（yú）較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷，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往（wǎng）壽命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行（háng）表（biǎo）麵處理。

（2）通（tōng）過對模具（jù）進行表麵（miàn）處理（lǐ）特（tè）別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化（huà）處理是解決（jué）工件表麵拉傷問題經濟（jì）而有效的方法。表麵處理方法有多種（zhǒng），比較（jiào）常用的有：鍍層方（fāng）麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合金（jīn）等；化學熱處理（lǐ）方麵有各類滲氮、滲硼（péng）、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣（qì）相沉積(VVD)、物理化（huà）學氣相沉積(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（zài）工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合（hé）金鍍層性能各異。就（jiù）耐磨抗咬合用途，目前應用較（jiào）多的是鍍硬鉻、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效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低（dī），容易出現磨損，而鍍（dù）層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在（zài）負荷較大（dà）的場合，有時使用幾（jǐ）次鍍層（céng）就會剝落，而鍍（dù）層一旦剝落，其功效也就失去。化（huà）學熱處理是將工件放入含某種或某（mǒu）幾（jǐ）種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物理化（huà）學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適（shì）當的（de）方式冷（lěng）卻，從而改變了工件表麵的成分和（hé）組（zǔ）織結構，並（bìng）賦予工件不同的物理（lǐ）、化學和機（jī）械性能。化學（xué）熱處理（lǐ）的種類很多，根據所滲元（yuán）素不同分類為（wéi）：各種滲碳、各種滲氮、各（gè）種氮碳或碳氮（dàn）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（yǐ）滲氮、滲（shèn）硼等化學熱處理（lǐ）往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在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，也是較常用的方法。就滲氮處（chù）理而言，滲氮（dàn）的化（huà）合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效（xiào）果有限(一般l200Hv以下（xià）)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其（qí）耐磨性有（yǒu）限，而化合物層（céng）一旦（dàn）磨損，拉（lā）傷又會出現，所（suǒ）以在大批量生產過程（chéng）中（zhōng）滲氮處理往往（wǎng）還無法滿（mǎn）足生產（chǎn）要（yào）求。就（jiù）滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲（shèn）硼質量的穩定性（xìng）和滲硼工（gōng）件變形較大以及滲硼層抗拉（lā）傷性能（néng）較（jiào）差（chà）是製約該技（jì）術在成形類（lèi）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（yī）些（xiē）場合（hé）也取得了（le）較好的效果，但對於負（fù）荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬（yìng）化處理是指化學氣相沉積（jī）(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（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆（fù）層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方（fāng）法（fǎ）。而經物理氣相沉積(PVD)和物理（lǐ）化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐（nài）磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力（lì）較CYD和TD覆（fù）層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類（lèi）模具很難有（yǒu）滿意的效果。

（3）化學氣（qì）相沉積(CVD)的碳化鈦（tài）c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或（huò）經其他（tā）表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能夠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℃以上的溫度下加熱會氧（yǎng）化．因此後續工序要求嚴格，稍（shāo）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（chù）理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等（děng）。其原理是通過熱擴散（sàn）作用於工件表（biǎo）麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。"ID覆層處理的主（zhǔ）要特點是：

①覆層硬度高．硬度（dù）可達3000I-IV左右．具有極高（gāo）的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形（xíng）成的，所以覆（fù）層與基體具有冶金結（jié）合（hé），這一點在成形類模具上的應用極（jí）其重（chóng）要；

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

大（dà）量（liàng）的實踐（jiàn）證明（míng）。在成形類模具上采用該技術具有（yǒu）其他表麵處理無法比擬的（de）使用效果，在一些場合具有比硬（yìng）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（bǐ）較簡（jiǎn）單（dān），成本較低．無公害，目前該技術在日本、美國等都已（yǐ）得（dé）到廣（guǎng）泛的應用（yòng） 國內（nèi）70年代即已開（kāi）始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過（guò）研究（jiū）。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求．並已成功（gōng）應用（yòng）到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末（mò）冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及（jí）模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的（de）個案，應（yīng）根據工件和載荷大小、生產批量、被加（jiā）工材料的種類等情況選擇（zé）相應的方法。在所有解決拉傷（shāng）問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料（liào）和對模（mó）具凸、凹（āo）模表（biǎo）麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處（chù）理為最好（hǎo）。其中又以"ID覆（fù）層處理（lǐ）性價比最高。

總之：工件拉傷問題是（shì）粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題的方法較多，應根（gēn）據（jù）具體情況予以選擇（zé）。一般情況下．采用硬質合金為模具（jù）材料，對模具凸、凹模表麵進（jìn）行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件

及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題最有效（xiào）最經濟的方法。