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（yuán）因主（zhǔ）要有以下兩種：

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（xíng）材料與模（mó）具凸、凹模（mó）表麵之間夾（jiá）雜其他硬（yìng）質顆粒，都會在工件表（biǎo）麵或模具凸（tū）、凹模表麵形成機械的磨損，解決方（fāng）法是對模具凸、凹模表麵進行仔細（xì）研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由（yóu）於工件表（biǎo）麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷（shāng），也是生產中（zhōng）最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘（zhān）著磨損的產生及減少粘著（zhe）磨損（sǔn）的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中（zhōng）的（de）拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發（fā）點。以（yǐ）下就構成此對接（jiē）觸（chù）副的（de）三方，即被成形（xíng）工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具（jù）方（fāng）麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行（háng）表麵處理，如對原材料（liào）進行磷化、噴（pēn）塑或其他表麵處理，使被成形材（cái）料（liào）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（běn）較（jiào）高，並需要添加另外的生產（chǎn）設備和（hé）增加生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應用（yòng）卻很少（shǎo）。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類（lèi）的薄（báo）膜（mó），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（dào）連續供給薄膜，而對（duì）於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響（xiǎng）生產效率，此方（fāng）法一般成本也很高，還會（huì）產生大（dà）量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用（yòng）此種方法是可取的。在一些成形負荷（hé）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（jiě）決（jué）工件的拉傷問題（tí）。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或（huò）對（duì）模具凸、凹模（mó）進行表麵（miàn）處理（lǐ），使被成形材料與凸（tū）、凹模這對接觸副（fù）性質發生改變。實踐表（biǎo）明（míng），這是解決（jué）拉傷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、凹模材料入手解決工件的拉傷問題（tí），可（kě）以（yǐ）采用（yòng）硬質合金，一般情況下，由（yóu）這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料（liào）成本（běn）高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金（jīn）塊（kuài）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，有些幾乎難以成形。此外硬（yìng）質合（hé）金性脆，搬（bān）運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊（kuài）或開裂（liè）而報廢。另外，由於硬質合（hé）金的組織結構是由硬（yìng）質（zhì）的（de）碳化鎢顆（kē）粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度（dù）很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨（mó）損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如（rú）此生產出來的（de）工件（jiàn）表麵也（yě）會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋（pāo）光後（hòu）方可進行再生產。采用合適的銅基合（hé）金也可解決工件的拉傷（shāng）問題，但銅基合金一般硬度較低，易出（chū）現磨損超差（chà），在大批量生產的情況下（xià），這種材料的性（xìng）價比（bǐ）較低。對於較（jiào）大型的（de）模具，如汽車（chē）覆蓋件（jiàn）的成形模具，大量采用（yòng）了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件（jiàn）的拉傷（shāng），無法消除（chú）拉傷問題，要徹底解決拉傷問（wèn）題需輔以滲氮，鍍（dù）硬鉻等（děng）表麵處理。但（dàn）如此製作的模具往（wǎng）往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現（xiàn）拉傷，又需修（xiū）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模具凸、凹模進（jìn）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（fāng）法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、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化學氣（qì）相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(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。合金鍍層（céng）性（xìng）能各異。就耐磨抗（kàng）咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對（duì）於成形負荷較（jiào）輕（qīng）或大型模具采用這些方法有時可以取得一定的效果。這類（lèi）表麵處理存（cún）在的問題是一（yī）方麵由於表麵硬化層的（de）硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn）。另一方（fāng）麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較（jiào）大的場（chǎng）合，有時（shí）使用幾（jǐ）次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落（luò），其功效也就失去（qù）。化學熱處理是將工件放入含某（mǒu）種或某幾種化學元素的介（jiè）質（zhì）中加熱保溫，通（tōng）過工件與介質的物理化學作（zuò）用，將這（zhè）種或這幾（jǐ）種元素（sù）滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變（biàn）了工件表（biǎo）麵的（de）成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學（xué）熱處理的種類很多，根據所滲元（yuán）素不同分類為：各種（zhǒng）滲碳、各種滲氮、各種氮（dàn）碳或碳（tàn）氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種金屬等。以耐磨、減摩（mó）、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。采用合適（shì）的模具（jù）材（cái）料輔以（yǐ）滲氮、滲硼（péng）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（shāng）性能。在缺乏其他表麵處（chù）理工藝方法的情況（kuàng）下，這（zhè）不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處（chù）理（lǐ）而言，滲氮的化（huà）合（hé）物層具有很高的抗拉傷性能，但（dàn）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（zuǒ）右（yòu）)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現，所以在大（dà）批量生（shēng）產過程（chéng）中滲氮處（chù）理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼（péng）質量的穩定性和滲硼工（gōng）件變形較大以及（jí）滲硼層抗拉傷性能較差是製約該技術在（zài）成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好（hǎo）的效（xiào）果，但對於負荷較大的成形類模具，效果（guǒ）有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣（qì）相沉積（jī）(Ev'D)、物理化學氣相（xiàng）沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的（de）共同特（tè）點是（shì）都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技（jì）術是目前解（jiě）決工（gōng）件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相（xiàng）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（miàn）硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性（xìng）能，但由於其（qí）膜基結合力較CYD和TD覆層處理（lǐ）差距較大，往（wǎng）往在使用過程中（zhōng）過甲j脫落，發揮（huī）不出表麵（miàn）超硬（yìng）化層的（de）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、，一般的成形類模具很（hěn）難有滿意的效果（guǒ）。

（3）化學氣相沉積(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以上（shàng）)，加上其膜基結（jié）合力很（hěn）高，具有比一般模（mó）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的使（shǐ）用壽（shòu）命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外重（chóng）新加熱（rè）淬火。而表麵沉積層在空氣（qì）中於400～500℃以上的溫度（dù）下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受（shòu）破壞．嚴藿製約了其在鋼模上（shàng）的應甩，而（ér）主（zhǔ）要應用（yòng）於硬質合金等無相變的材（cái）料。此外．CVD處理過程中的排放物對（duì）環境汙染較大。"ID覆層（céng）處理國（guó）內（nèi）又（yòu）名熔鹽（yán）滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微米（mǐ）至數十（shí）微米的碳化（huà）釩覆層。"ID覆層處理（lǐ）的主要（yào）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，這一點在成形類模具上（shàng）的應用極其（qí）重要（yào）；

③ID覆層處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覆層處理可以重複進行。

大（dà）量的實踐證明（míng）。在成形類模具上采用該技（jì）術具有其他表（biǎo）麵處（chù）理無法（fǎ）比擬的使用（yòng）效果，在一些場合具有比硬質合金更好的（de）效果。由於（yú）ID覆層處理技術的設備相對而言（yán）比較簡單，成本較低．無公害，目前該技（jì）術在日本（běn）、美國等（děng）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（duì）該技術進行過研究（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．並已成功應用到汽車、家電、五餘（yú）製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻（fān）邊、輥壓成形、冷鐓（duì）、粉末冶金等類模具（jù）上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模（mó）表麵（miàn）拉傷（shāng）問題的方法很多（duō），對於（yú）具體的個案，應根（gēn）據工件和載（zǎi）荷大小、生產批量、被加工（gōng）材料（liào）的種類等情（qíng）況選擇相應的方法。在所有解（jiě）決拉傷問題的（de）方法中，以采用（yòng）硬質合金為模（mó）具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又（yòu）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果，解決工件拉傷問題的方法較多，應根據具體情況予以選（xuǎn）擇。一（yī）般情況下．采（cǎi）用硬質合金為模具材料，對模（mó）具凸、凹模表（biǎo）麵（miàn）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有效最經濟的方法。