五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷（shāng）產生的（de）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凹凸（tū）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（jiàn）表麵或模具（jù）凸、凹模（mó）表麵形成機（jī）械的磨損，解（jiě）決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加（jiā）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拉傷，也是生產（chǎn）中最常見的又不容易（yì）解決（jué）的一種狀（zhuàng）況，以下（xià）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（gōng）件成形過程中的拉傷問題應依照減小粘著（zhe）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（jiù）構成此對接觸副（fù）的（de）三方，即（jí）被成形工（gōng）件的原材料（liào）方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料（liào）進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵（miàn）處（chù）理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜（mó）層，可以大大減輕或消除（chú）工件的（de）拉傷，這種方法往往成本較高，並需要（yào）添加另外的生（shēng）產設備和增加生（shēng）產（chǎn）工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻（què）很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄（báo）膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期（qī）生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產（chǎn）生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方法是可（kě）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（yǐ）解決工件的拉傷問題。

3. 模具方（fāng）麵通過（guò）改變模具凸、凹（āo）模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模（mó）這（zhè）對接觸副性質發生改變。實踐表明，這（zhè）是解決拉傷問題（tí）經濟而有效的（de）方法，也（yě）是目前廣泛采用的方法。

（1）從（cóng）模具凸、凹模材料入手解決工（gōng）件的拉傷問題，可（kě）以采用硬質合金，一（yī）般（bān）情（qíng）況（kuàng）下，由（yóu）這種材料製（zhì）作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由（yóu）於燒製大型硬質合金塊較困難，即使（shǐ）燒製成功，加工過程中也有可（kě）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（cuì），搬運、安（ān）裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎（shèn）就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組（zǔ）織結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和軟（ruǎn）的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性（xìng）能很高，而鈷相由於硬度很低，耐（nài）磨性能較差（chà），使用過程中鈷相會優先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵形成凹（āo）凸不平，如此生產出來（lái）的工件表麵（miàn）也會（huì）出現拉痕，此時需對模具（jù）凸、凹模表（biǎo）麵進行研磨拋光後方（fāng）可進行再（zài）生產。采用合適的（de）銅基合金也（yě）可解決（jué）工件的拉傷問題，但銅基合（hé）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。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成（chéng）形模具（jù），大量采用（yòng）了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件（jiàn）的（de）拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解（jiě）決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵（miàn）處理。但如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並（bìng）重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特（tè）別是對模具凸、凹（āo）模進行表麵超硬化處理是解決（jué）工件表麵拉（lā）傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法（fǎ）有多種，比較常（cháng）用的有：鍍層方麵（miàn）有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處（chù）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)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積（jī）(PvD)、"ID覆（fù）層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化（huà）學（xué）反應（yīng）的方法，在（zài）工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層（céng）性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前（qián）應（yīng）用較多（duō）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（dù）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，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的場（chǎng）合，有（yǒu）時使用幾次鍍（dù）層就會剝落，而鍍層（céng）一旦（dàn）剝落，其功效也就失去。化學（xué）熱處（chù）理是將工件放入含某種或某（mǒu）幾種化學元（yuán）素的介質中（zhōng）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（hòu）以適當的方（fāng）式冷卻，從而改變了工（gōng）件表麵的成（chéng）分和組織結構，並賦（fù）予工件不（bú）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（zhǒng）滲碳（tàn）、各種滲氮、各（gè）種氮碳或碳氮（dàn）共滲、滲硼、滲（shèn）硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種（zhǒng）金屬等。以耐磨、減摩、抗（kàng）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（cǎi）用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往（wǎng）往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能（néng）。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況下，這不適為（wéi）一種較好的選擇，也（yě）是較常用（yòng）的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化（huà）合物層（céng）具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬（yìng）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（hé）物層（céng）一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大（dà）批量（liàng）生產過（guò）程中（zhōng）滲氮處理（lǐ）往往還無法滿足生（shēng）產要求。就（jiù）滲（shèn）硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐（nài）磨性（xìng）較高，但依據經驗，滲（shèn）硼質量的穩定性和滲（shèn）硼工件變形較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性能較（jiào）差是製約該技術在成形類模（mó）具上應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高的減（jiǎn）牽陛能，在一（yī）些場（chǎng）合也（yě）取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表（biǎo）麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物（wù）理氣（qì）相沉積（jī）(Ev'D)、物理化（huà）學氣相（xiàng）沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共（gòng）同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬（yìng）化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐（jiàn）證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層（céng）處理技術是目前解決工件拉傷效（xiào）果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然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（jù）有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於（yú）其膜基（jī）結（jié）合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過（guò）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（jù）有效（xiào）果（guǒ）J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學（xué）氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或（huò）碳氮化鈦( )之類的（de）材料、具有（yǒu）極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很（hěn）高，具有比一般模具材料或經其（qí）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的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件（jiàn）變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬（cuì）火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工（gōng）序要求嚴格，稍（shāo）有不慎，表麵硬化層就會遭受（shòu）破壞（huài）．嚴（yán）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（de）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（míng）熔鹽滲金屬、滲釩等。其原（yuán）理是通過熱（rè）擴散作用於工件表麵（miàn）形（xíng）成一層數微米至（zhì）數十微米的碳化釩覆層（céng）。

"ID覆層（céng）處（chù）理的主要特點是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有（yǒu）極高的耐（nài）磨（mó）、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散（sàn）形成的，所以（yǐ）覆層與基體具有冶金結合，這一點（diǎn）在成形類模具上的應用（yòng）極其重要；

③ID覆（fù）層處理後可以直接（jiē）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（yǐ）重複進行（háng）。

大量的實踐證明。在成形類（lèi）模具上采用該技術具有其他（tā）表麵處理無法比擬的（de）使用效果，在一些場合具有比硬質合金（jīn）更好的效果（guǒ）。由於ID覆層處理技術的設（shè）備（bèi）相（xiàng）對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術在（zài）日本、美（měi）國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技（jì）術達到長期穩定生產的要求．並已（yǐ）成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等（děng）行業的拉伸、彎曲、翻（fān）邊（biān）、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等（děng）類模具上，取得了極優（yōu）的使用效果（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具（jù）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（gōng）件和載荷大小、生產批量、被加工材（cái）料的種類等情況選擇相應的（de）方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料（liào）和對模具凸、凹模表麵進行化（huà）學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為（wéi）最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷（shāng）問題是粘著磨損的結果，解決工件（jiàn）拉傷問題的（de）方法較多，應根據具體情（qíng）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（mó）表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工（gōng）件及模（mó）具凸、凹模表麵（miàn）拉（lā）傷問題（tí）最有效最經濟的方法（fǎ）。