五金模具拉傷的原因及解決措施

工（gōng）件成形過程中拉（lā）傷產生的原因主要（yào）有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）麵（miàn）的宏觀機械（xiè）凹凸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，都會在工件表麵或模具凸、凹（āo）模（mó）表麵形成機械的磨損（sǔn），解決方法（fǎ）是對模（mó）具凸、凹模（mó）表麵進（jìn）行仔細研（yán）磨加工，並加強生產環境的管理。

二是（shì）由於工件表麵與（yǔ）模具凸、凹模表麵粘著磨損而（ér）形成的拉傷，也是生產中最（zuì）常見的又（yòu）不容易解（jiě）決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損（sǔn）的產生及減少粘著磨（mó）損的一些基本措施。解決（jué）模（mó）具及工件成形過程中的拉傷（shāng）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（zuò）為出發點。

以下就構成此對接觸副（fù）的三方，即被成形工件的原材料方（fāng）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（lǐ），如對（duì）原（yuán）材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被（bèi）成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕（qīng）或消除工件的（de）拉傷，這種方（fāng）法往往成本較高，並（bìng）需要添（tiān）加另（lìng）外的生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻（què）很少。

2.在模具（jù）與成形材料之間加（jiā）一層PVC之類（lèi）的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過（guò）機（jī）構可以達到連續供給薄膜（mó），而對於周期生產（chǎn）的衝壓設備（bèi），每生產一件工件需加（jiā）一張薄（báo）膜，影（yǐng）響生產效率，此方法一般成本（běn）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解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具（jù）凸、凹模材料或對模具（jù）凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接（jiē）觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經（jīng）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（gōng）件的拉傷問題（tí），可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對（duì）於較大型的模具，由於燒（shāo）製大型硬質合金塊較困難，即（jí）使燒（shāo）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。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都（dōu）要極其小心，稍（shāo）有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報（bào）廢。另外，由於硬質（zhì）合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒（lì）和軟的粘結相鈷所組成（chéng），硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會（huì）優先磨損，使凸、凹模表麵（miàn）形（xíng）成凹凸不平，如此生（shēng）產出來的工件表（biǎo）麵也（yě）會出現拉痕，此（cǐ）時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方（fāng）可進行再生產。采（cǎi）用合適的銅基合金也可解決工件的（de）拉傷問題，但銅基合金（jīn）一般硬度較低，易出現磨損（sǔn）超差，在大批量生產的情況下（xià），這種（zhǒng）材料的性價比較低。對於較大型的模具，如（rú）汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減（jiǎn）輕工件的拉傷，無法（fǎ）消除拉（lā）傷問題，要徹底解決（jué）拉傷（shāng）問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但（dàn）如此製（zhì）作的模具往往壽命比較短，在使用一段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵（miàn）處理。

（2）通過對模具進（jìn）行表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工（gōng）件表麵（miàn）拉傷問題經濟而有效的方法（fǎ）。表麵處理方法有多（duō）種，比較常用的有：鍍層（céng）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相沉積(CVD)、物（wù）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（dù）是（shì）通過電化學或（huò）化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝（yì）不同。合金鍍層性能各異。就耐（nài）磨抗咬合用途，目（mù）前（qián）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（jiào）輕或大型模具（jù）采用這些方法有時可以取（qǔ）得一定的效果。這類表麵處理存在的問（wèn）題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低，容易出（chū）現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另（lìng）一方麵，鍍層（céng）與基體材料機械結合，在負荷較（jiào）大的場合，有時使用幾（jǐ）次鍍（dù）層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝落，其功（gōng）效也就失去。化學熱處理是將工（gōng）件放入含（hán）某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫（wēn），通過（guò）工件與介質的（de）物理化學（xué）作（zuò）用，將這種或這幾種元（yuán）素滲入工件表麵，然（rán）後（hòu）以適當的（de）方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構（gòu），並賦予工件不同的物（wù）理、化（huà）學和機械性（xìng）能。化學熱處理的種類很（hěn）多，根據所滲（shèn）元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮（dàn）、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁（lǚ）、滲鋅（xīn）、滲其他各種金屬等。以耐（nài）磨、減摩（mó）、抗拉傷為目的的化學（xué）熱處理目前（qián）常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲（shèn）硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲（shèn）氮（dàn）、滲硼等化學熱處理往往具有較常（cháng）規（guī）鋼製模具高得多的抗拉傷（shāng）性（xìng）能。在缺乏其（qí）他表麵處理工藝方法的情（qíng）況下，這不（bú）適為一（yī）種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉（lā）傷（shāng）性能，但由於其硬化（huà）效果有限(一般l200Hv以下)，且化（huà）合物層較薄(10 V-m左右（yòu）)，其耐磨性有（yǒu）限，而化合物層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮（dàn）處理往往還無法滿（mǎn）足生產要求。就滲硼工藝而言，其（qí）硬化層硬度可達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傷性能較差是（shì）製約（yuē）該技（jì）術在成形類模具上應用的（de）幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場（chǎng）合（hé）也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(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（zhǒng）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（huà）層，並（bìng）具（jù）有極高的耐磨抗咬合（hé）等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理（lǐ）技術是目（mù）前解（jiě）決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣（qì）相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積（jī）(PCVD)的工件（jiàn），雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能（néng），但（dàn）由於（yú）其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲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有效果J'l、，一般的成形（xíng）類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類（lèi）的（de）材料、具（jù）有極高（gāo）的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有（yǒu）比一般模具材料或經其他表麵處（chù）理後（hòu）高得（dé）多的耐磨、抗拉份陛（bì）能。能夠數倍至（zhì）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處理完以（yǐ）後．需另外重新加熱（rè）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（huì）氧化．因（yīn）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．嚴藿製約了（le）其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合金等無相變（biàn）的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環（huán）境（jìng）汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲（shèn）金（jīn）屬、滲釩等。其原理是（shì）通過熱擴散作用於工件表麵形成一（yī）層數微米至數十微米的碳化釩（fán）覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆（fù）層硬度高（gāo）．硬（yìng）度（dù）可達3000I-IV左右．具（jù）有極高的耐磨、抗拉傷（shāng）、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（hé），這一點在成形類模具上的應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一點特別適合於各類（lèi）模具鋼材；④ID覆層處理可（kě）以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上（shàng）采用該技術（shù）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合金更（gèng）好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無（wú）公害，目前（qián）該技術在（zài）日本、美國等（děng）都已得（dé）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（shí）踐．已使該技術達到長期穩定（dìng）生產的要求．並已成功應用（yòng）到汽車、家電、五（wǔ）餘製管、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷（lěng）鐓、粉末冶金等類模（mó）具上，取得了極優的使（shǐ）用效果。綜上所述，解決工件及（jí）模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小（xiǎo）、生產（chǎn）批量、被加工（gōng）材料的（de）種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問（wèn）題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和（hé）對模具凸、凹模（mó）表麵進行（háng）化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處（chù）理性價比最（zuì）高。

總之：工件拉傷問題是（shì）粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題（tí）的方法較多，應根據具（jù）體情況予（yǔ）以（yǐ）選擇。一般情況下（xià）．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（jī）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（xiào）最經濟的方法（fǎ）。