五金模（mó）具（jù）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（zhǒng）：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機（jī）械凹凸不平或被成形材（cái）料與模具凸、凹模表麵之間夾（jiá）雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹（āo）模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具（jù）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（mó）具凸、凹（āo）模表麵粘著（zhe）磨損而形成的拉傷，也是生（shēng）產（chǎn）中最（zuì）常見的又不容易解決（jué）的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損（sǔn）的產生及減少粘著磨損的一些基本措（cuò）施。解決模具及工件成形過程中的拉（lā）傷問題（tí）應依照減小粘著磨（mó）損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成此對接（jiē）觸副的三（sān）方，即（jí）被成形工件的原材料方麵、工件與模（mó）具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化（huà）、噴塑或其他（tā）表麵處理，使被（bèi）成（chéng）形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或（huò）消除工件（jiàn）的拉（lā）傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另外的（de）生產設備和增（zēng）加生產工（gōng）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.在模具與成形（xíng）材料之（zhī）間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而（ér）對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種（zhǒng）方法（fǎ）是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有（yǒu）時（shí）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（shāng）問題。

3. 模具方麵（miàn）通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷（shāng）問題經濟而有效的方法，也是（shì）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，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很高，存在（zài）的問題是材料成本（běn）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（kùn）難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出（chū）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、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開（kāi）裂而報廢。另（lìng）外，由於硬質合金的（de）組（zǔ）織結構是由（yóu）硬質的碳化鎢顆粒和軟的（de）粘結相鈷所組（zǔ）成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性（xìng）能較差，使（shǐ）用過程中鈷相會優（yōu）先磨（mó）損（sǔn），使凸（tū）、凹模表麵（miàn）形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行（háng）再生產。采用合適的銅基合金也可解決工（gōng）件的拉傷問題（tí），但銅基合金一般硬（yìng）度較低，易出現磨（mó）損超差，在（zài）大批量生產的情況下，這種材（cái）料（liào）的性價比較低。對（duì）於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具（jù），大量（liàng）采用了合（hé）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（lā）傷問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用一段時間後（hòu），如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表（biǎo）麵處理特別是對模（mó）具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決（jué）工件表麵拉傷（shāng）問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比（bǐ）較（jiào）常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍（dù）鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處理（lǐ）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相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處（chù）理（lǐ）。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的（de）方法，在工（gōng）件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前（qián）應用較多的是鍍硬鉻、化（huà）學鍍鎳（niè）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。這類表麵處理存在的問題（tí）是一方麵由於表麵硬化（huà）層的硬度較低，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，在負荷較大的（de）場（chǎng）合（hé），有時使用幾次鍍（dù）層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功（gōng）效也（yě）就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加（jiā）熱保溫，通過（guò）工件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（miàn），然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵（miàn）的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱（rè）處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳（tàn）、各種滲氮、各種氮碳或（huò）碳氮共滲、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷（shāng）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（dàn）、滲硼等化學熱處理往（wǎng）往具有較（jiào）常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理（lǐ）工藝方法的情況下，這不適為一種較（jiào）好的選擇（zé），也是較常用的方法。就滲氮處理（lǐ）而言，滲（shèn）氮的化合物層具有（yǒu）很高的抗拉傷（shāng）性能，但由於其硬化效果有（yǒu）限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現，所以在大批量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，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性（xìng）較高，但（dàn）依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術在成形類模具上應用（yòng）的幾個重（chóng）要因素。滲硫技術具有較（jiào）高的減牽（qiān）陛能，在一些場合也取（qǔ）得了較好的效果，但對於負荷較（jiào）大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相（xiàng）沉積（jī）(L、，D)、物理氣相（xiàng）沉積(Ev'D)、物理化學氣相（xiàng）沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件表麵形成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，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技（jì）術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物（wù）理（lǐ）氣相沉積(PVD)和（hé）物理化學氣相沉積(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（céng）也（yě）具有極高的（de）耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜（mó）基結合力較（jiào）CYD和TD覆層處（chù）理（lǐ）差距（jù）較大，往（wǎng）往在使用（yòng）過程中（zhōng）過甲j脫落，發揮不出（chū）表麵超硬化（huà）層的性能特點，因此這兩種方法除（chú）在載（zǎi）荷較小的情況下有（yǒu）可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿（mǎn）意的效（xiào）果。

（3）化學（xué）氣（qì）相（xiàng）沉積(CVD)的碳（tàn）化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的（de）材（cái）料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基（jī）結合力很（hěn）高，具有比一般模具材（cái）料或經（jīng）其他表麵處理後高得多的（de）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（shì）處理溫度（dù）高．工件變形大．上（shàng）件CVD處理完以後．需另外重新（xīn）加熱淬火。而表麵沉（chén）積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會（huì）氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約（yuē）了（le）其在鋼模上的應甩，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環境汙染較（jiào）大。"ID覆層處理國內又名熔（róng）鹽滲（shèn）金屬（shǔ）、滲釩（fán）等。其原理是通過熱擴散作用於工件表（biǎo）麵形成（chéng）一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（dá）3000I-IV左右．具有（yǒu）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（jī）體具有冶金結合，這（zhè）一點在成形類模具上（shàng）的應用極其重要（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（cái）；④ID覆層處理可以重複（fù）進行（háng）。

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技（jì）術具有（yǒu）其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一些場（chǎng）合具有比（bǐ）硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設（shè）備相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術（shù）在日本、美國等都已得到廣（guǎng）泛的應用 國（guó）內70年代即已開始（shǐ）研究該（gāi）技術．到（dào）目前已有數十家單位對該技術進行過研究（jiū）。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長（zhǎng）期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶（yě）金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具（jù）體的個案，應根據（jù）工件（jiàn）和載荷（hé）大小、生產批量、被加工材料的種（zhǒng）類等（děng）情況選擇相應的方法。在（zài）所（suǒ）有解決拉（lā）傷問（wèn）題（tí）的方法中，以采用（yòng）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覆層處理為最好。其中（zhōng）又以"ID覆層處（chù）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擇。一般情況（kuàng）下．采用硬質合金為模具材（cái）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、凹模表麵拉傷問題（tí）最有效最經（jīng）濟的方法（fǎ）。