五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成（chéng）形（xíng）過程中拉傷產生的原因主要（yào）有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏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（zá）其他硬質顆粒（lì），都會在工件表麵或模具凸、凹模（mó）表麵形成機械的磨損（sǔn），解（jiě）決（jué）方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研（yán）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（chéng）的拉傷，也是生產中最常見的（de）又不容易解決的一（yī）種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及（jí）工件成形過程（chéng）中的拉（lā）傷問題應（yīng）依照減小粘著磨損的基本原則，通過改（gǎi）變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成此對接（jiē）觸副（fù）的三方，即被成形工件（jiàn）的原材料方（fāng）麵、工件與模具（jù）之間、模具方（fāng）麵分別予以分（fèn）析（xī）。

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非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加（jiā）生產（chǎn）工（gōng）序，盡管這種（zhǒng）方（fāng）法有（yǒu）時（shí）有些效果，實際生產（chǎn）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（shí）也可以解決工件的拉傷問題。對於生（shēng）產線，通過機構可以達到連續供（gòng）給薄膜，而對（duì）於周期生產的衝壓（yā）設備（bèi），每生產一件工件需加一（yī）張薄膜，影（yǐng）響生產效率（lǜ），此方法一（yī）般成本也很高，還（hái）會（huì）產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采（cǎi）用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的（de）場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓（yā）)添加劑（jì）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、凹模材料或對（duì）模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形（xíng）材料與凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而（ér）有效的方法，也是目前廣泛采（cǎi）用的方法。

（1）從模具凸、凹模（mó）材料入手解決工（gōng）件（jiàn）的拉傷問題，可以采用（yòng）硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉（lā）傷性能很高，存在的問題（tí）是材料成本高，不易加工，對於（yú）較大型的模具，由於燒製大（dà）型（xíng）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（kāi）裂，成材率低，有些幾（jǐ）乎難以（yǐ）成形。此（cǐ）外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極（jí）其小心，稍有不慎就有（yǒu）可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的（de）組織結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆（kē）粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相（xiàng）由於硬度很（hěn）低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵形（xíng）成凹凸不平，如此生產出來的工件（jiàn）表麵也會出現（xiàn）拉痕（hén），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。采用合適的銅基合金也可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（shēng）產的情況下，這（zhè）種（zhǒng）材料（liào）的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷（shāng），無法消除拉傷問題，要（yào）徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理（lǐ）。但如此製作的模具往往壽命（mìng）比較短（duǎn），在使（shǐ）用一段時間（jiān）後，如出現拉傷，又需（xū）修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行（háng）表麵處理（lǐ）特別是對模具凸（tū）、凹模進行表麵超硬化處（chù）理是解（jiě）決工件表麵拉傷（shāng）問題經濟而有（yǒu）效的方法。表麵處理（lǐ）方法有多種，比較常（cháng）用的有：鍍層方麵有鍍硬（yìng）鉻、化學鍍鎳磷、刷（shuā）鍍特種合金等；化學熱（rè）處理方麵（miàn）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（qì）相沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通（tōng）過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合（hé）金鍍（dù）層（céng）性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方法有時可以取得一定的效果（guǒ）。這類表麵處理存在的問（wèn）題是一方麵由於表麵硬化（huà）層的硬度較（jiào）低，容易（yì）出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另（lìng）一方麵，鍍層與基體材料機械結合（hé），在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功（gōng）效（xiào）也就失去。化學熱處理是將工件放入含某（mǒu）種或某幾種化（huà）學元素的介質中（zhōng）加（jiā）熱保溫，通過工件（jiàn）與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷（lěng）卻，從而改變了工件（jiàn）表麵的成分和組織結構，並賦（fù）予工件（jiàn）不同的物（wù）理、化學和（hé）機械性能。化學熱處理的種類很多，根（gēn）據（jù）所滲元素不（bú）同分（fèn）類為：各種滲碳、各種（zhǒng）滲氮（dàn）、各種氮碳或（huò）碳氮（dàn）共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各（gè）種（zhǒng）金屬等。以耐磨（mó）、減摩（mó）、抗拉（lā）傷為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲（shèn）硫幾種。

采用合適的模具（jù）材料輔以（yǐ）滲氮、滲硼等化學熱（rè）處理往往（wǎng）具有較常規鋼製模具高（gāo）得多的抗（kàng）拉傷性能。在缺乏其他表麵處理（lǐ）工藝方（fāng）法的情況下，這不適為一（yī）種（zhǒng）較好的選擇，也是較常（cháng）用的方法（fǎ）。就滲氮處理而言，滲氮的（de）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以下)，且化合物層較薄（báo）(10 V-m左右)，其（qí）耐磨性有限（xiàn），而化合物層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現，所以在（zài）大批量生產（chǎn）過程中滲氮處（chù）理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層（céng）硬度可達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較大以及滲硼層抗拉（lā）傷性能較差（chà）是製約該技（jì）術在成形類模具（jù）上應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高的減牽陛（bì）能，在一些場合也取得（dé）了較好（hǎo）的效果，但（dàn）對於負（fù）荷較大的成形（xíng）類模具，效果（guǒ）有限。表麵超硬化處理是指（zhǐ）化學氣相沉積(L、，D)、物理（lǐ）氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆（fù）層處理。這（zhè）幾種表（biǎo）麵處理的共同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具有（yǒu）極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣（qì）相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目（mù）前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物（wù）理化學氣相沉積（jī）(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（huà）層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往（wǎng）在使用過程中過甲（jiǎ）j脫落，發揮不出（chū）表麵超硬化層的性能特點，因（yīn）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、，一般的成形類模具很難有（yǒu）滿意的效（xiào）果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化（huà）鈦c)或碳氮化鈦（tài）( )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（yī）般模具材（cái）料或經其他表麵處理後（hòu）高得（dé）多的耐磨（mó）、抗拉份陛能。能夠數倍（bèi）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（lǐ）完以後．需（xū）另外重新（xīn）加熱淬火。而表麵沉積層（céng）在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會（huì）氧化．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（zhì）約了其在（zài）鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合金等（děng）無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對（duì）環（huán）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（lǐ）是（shì）通過熱（rè）擴散作用於工（gōng）件表麵形（xíng）成一（yī）層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"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（yòu）．具有極高的耐磨、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（zhè）一（yī）點在成形類模具上的應用極其重要；

③ID覆（fù）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。

大量的實踐證明。在成形類（lèi）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，在一些場合具有比硬質（zhì）合金更好的效果。由於ID覆層（céng）處理技（jì）術的設備相對而（ér）言比較簡（jiǎn）單，成本較低．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（jí）已（yǐ）開始研（yán）究該技術．到目前已有數十家單（dān）位對該技術進行過研究。通過十餘年的科（kē）研和實踐．已使該技術達到（dào）長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家（jiā）電、五餘（yú）製管（guǎn）、冶金等行業的拉伸、彎（wān）曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等（děng）類模具上，取得了極（jí）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（tǐ）的個案，應根據工件和載荷（hé）大小、生產批（pī）量、被加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解（jiě）決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處（chù）理為最好。其中又以"ID覆層（céng）處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘（zhān）著磨損的結果，解決工件拉（lā）傷問題的方法較（jiào）多，應根據具體情況予以選擇（zé）。一般情況下．采用硬質合金為（wéi）模具材料，對模具凸、凹（āo）模表麵進行化（huà）學氣相沉積（jī）和TD覆層處理足解（jiě）決工件及模具（jù）凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。