​五金模具拉傷的原（yuán）因及解決措施

工件成形（xíng）過程中拉（lā）傷產生的原因主要有以下兩種（zhǒng）：

一是由於（yú）模具凸、凹模（mó）表麵的宏觀機械凹凸不平或被（bèi）成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械（xiè）的磨損，解決方法是對模（mó）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、凹模表麵粘著磨損而形成的（de）拉傷，也是生產中最常見（jiàn）的又不容（róng）易解決的一種狀（zhuàng）況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著（zhe）磨損的一些基本措施。解決（jué）模具（jù）及工件成形過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨（mó）損的基本原則，通過改變接觸副的性（xìng）質作為出發點。

以下就構成此（cǐ）對接（jiē）觸副的（de）三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模（mó）具（jù）之間、模（mó）具方麵分別予以分析。

1. 通過對原（yuán）材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表（biǎo）麵（miàn）處理，使被成形材料表麵形成一層非金（jīn）屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成（chéng）本較高（gāo），並需要添加另外的生產設備和增加生產工序（xù），盡管這種方法有時有（yǒu）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（yě）可以解決工（gōng）件的拉傷（shāng）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（zhōu）期生產（chǎn）的（de）衝壓設備（bèi），每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法（fǎ）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（gōng）件的生產采用此（cǐ）種方法是可取的。在一（yī）些成形（xíng）負荷很小的場合，有時通過添（tiān）加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油（yóu）就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改（gǎi）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、凹模這對接觸副性質發生改（gǎi）變（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采（cǎi）用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件（jiàn）的拉傷問題（tí），可以采（cǎi）用（yòng）硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸（tū）、凹模抗拉傷性能（néng）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，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工（gōng）過程中也有（yǒu）可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝（zhuāng）使用過（guò）程（chéng）中都（dōu）要極其（qí）小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬（yìng）質合金（jīn）的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相（xiàng）鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒（lì）的耐磨抗（kàng）咬合性能很高，而鈷相（xiàng）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，如此生產出來的工件（jiàn）表（biǎo）麵也會出（chū）現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的（de）銅基合金（jīn）也可解（jiě）決工件的拉傷問題，但銅（tóng）基合金一般（bān）硬度較低（dī），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，鑄鐵隻能減輕工件的拉（lā）傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉（lā）傷（shāng）問題需（xū）輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但（dàn）如此製作（zuò）的模具往往（wǎng）壽命比較短，在使用一（yī）段時間後，如出現（xiàn）拉（lā）傷，又需修模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（duì）模具凸、凹模（mó）進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題（tí）經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍（dù）層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處（chù）理方麵有各類滲（shèn）氮（dàn）、滲硼、滲硫（liú）等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉（chén）積（jī）(VVD)、物理化學氣相（xiàng）沉（chén）積(PvD)、"ID覆（fù）層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷鍍是通過電化學或化（huà）學反應的（de）方法，在工件表麵形（xíng）成合金鍍層（céng），工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途（tú），目前應用較（jiào）多的是（shì）鍍硬鉻、化（huà）學鍍（dù）鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負（fù）荷（hé）較輕或（huò）大型模（mó）具采用這些方（fāng）法有時可以取（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的硬度較低（dī），容易出現磨損，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，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學（xué）熱（rè）處（chù）理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中（zhōng）加熱保溫，通過工件與（yǔ）介質的物理化學作（zuò）用，將（jiāng）這種或這（zhè）幾種元素滲入工件表麵，然後以適當（dāng）的方式冷卻，從而改變了（le）工件表麵的成（chéng）分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化（huà）學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種（zhǒng）氮碳（tàn）或碳氮共（gòng）滲、滲硼、滲硫、滲（shèn）鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種金屬等。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。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較（jiào）常規鋼製模（mó）具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工（gōng）藝方法的情況下，這不適為（wéi）一種較好的選擇，也是較常用的方法。就（jiù）滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高（gāo）的抗拉（lā）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(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合（hé）物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量（liàng）生產過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其（qí）硬化（huà）層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量（liàng）的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷（shāng）性能較差是製（zhì）約該技術（shù）在成形類模（mó）具上應用的（de）幾個（gè）重要因素。滲硫技術具有較高的（de）減牽陛能，在一（yī）些場合也（yě）取得了較好的效果，但對於負荷較（jiào）大的（de）成形（xíng）類模具，效（xiào）果有限。表麵超硬（yìng）化處理是（shì）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（diǎn）是都可以在工件表（biǎo）麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具（jù）有極高的（de）耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化（huà）學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方（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），雖然（rán）其表麵硬度也可達到（dào）2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷（shāng）性能，但由於其膜基結（jié）合力較CYD和TD覆層處理（lǐ）差距（jù）較大，往往在使用（yòng）過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層的性能特（tè）點，因此這兩種方法（fǎ）除在載荷較小（xiǎo）的（de）情況下有可能具有（yǒu）效（xiào）果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果（guǒ）。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其（qí）膜基結合力很高，具（jù）有比一（yī）般模具材料（liào）或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具（jù）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（lìng）外重新加熱淬火。而表（biǎo）麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）會氧化．因此後續（xù）工序要求嚴格，稍有不（bú）慎，表麵硬化層就會遭受破（pò）壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合（hé）金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散（sàn）作用（yòng）於工件表麵形成一層數微米至數（shù）十微米的碳化釩（fán）覆層。

"ID覆層處理的（de）主（zhǔ）要（yào）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（jù）上的應用極其重要；

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

大量（liàng）的實踐證明。在成形類模具上采用該技（jì）術具有其他表麵處理無（wú）法比擬的使用效果，在一些場合（hé）具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的（de）設備相對而言（yán）比較簡單，成（chéng）本較低．無公害，目前該技術在日本、美國等都已得到廣泛（fàn）的應用 國內70年代即已開始研究該技（jì）術．到目前已有數十家單位對該技術（shù）進行過研究。通過十餘年（nián）的科研和實（shí）踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎（wān）曲、翻邊、輥壓成（chéng）形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了（le）極優的使用效（xiào）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（hěn）多，對於具（jù）體的個案，應根據（jù）工件（jiàn）和載荷大小、生產批量、被加工材料的種（zhǒng）類等情況選擇相應的方法（fǎ）。在所有解決拉（lā）傷問題的方法中（zhōng），以采用硬（yìng）質合金為模具材料和（hé）對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以（yǐ）"ID覆層處理性價比最高。

總（zǒng）之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果（guǒ），解（jiě）決工件拉傷問題的方法較多，應根據具（jù）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、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最（zuì）有效最經濟的方（fāng）法。