五金模具（jù）拉傷的原（yuán）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（xià）兩種：

一是由（yóu）於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之（zhī）間夾雜其他硬質顆粒，都會在（zài）工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機（jī）械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模（mó）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（yú）工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損（sǔn）而形成的拉傷，也是生產中最常（cháng）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磨損（sǔn）的一些基本措施。解（jiě）決模具及工件成形過程中的拉傷問題應（yīng）依照減小粘著磨損的基本原則，通過改（gǎi）變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過（guò）對原材料進行表麵處理，如對原材（cái）料進行磷化、噴塑（sù）或其他表麵處理，使被成形材料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（wǎng）成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些（xiē）效果（guǒ），實際生產中（zhōng）應用卻很少。

2.在模具與成形（xíng）材料之間加一（yī）層PVC之類的薄膜，有（yǒu）時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過（guò）機構可以達到連續供給薄膜，而對於（yú）周期生產的（de）衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄（báo）膜，影（yǐng）響生產效率，此方法一般成本也很高，還（hái）會產生大量（liàng）廢料，對於小批量（liàng）的大型工件的生產采用此種方（fāng）法是可取的。在一些成形負荷很小的場（chǎng）合，有（yǒu）時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加（jiā）劑的潤滑油就可以解（jiě）決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對（duì）模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與（yǔ）凸、凹模這對接觸（chù）副性質發生改變（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（tū）、凹模材料入手（shǒu）解決工件的拉（lā）傷問（wèn）題，可以（yǐ）采（cǎi）用硬質合金，一般情況下，由這（zhè）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（běn）高，不易（yì）加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現（xiàn）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（kuài）或開裂而（ér）報廢（fèi）。另外，由於（yú）硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的碳（tàn）化鎢顆粒（lì）和軟的粘結相鈷所組成，硬（yìng）質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很（hěn）低，耐磨（mó）性能較（jiào）差，使用過程中鈷相會（huì）優先磨（mó）損，使凸、凹模表（biǎo）麵形成凹凸不平，如此生（shēng）產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具（jù）凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材（cái）料（liào）的性（xìng）價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件（jiàn）的成形模具，大量采用了合金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工（gōng）件的拉傷，無（wú）法消除拉傷問題（tí），要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如（rú）此製作的模具往往壽命比（bǐ）較短，在使用一段時間後，如出現（xiàn）拉傷，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（tè）別是對模具（jù）凸、凹模進行表麵超硬化處理是解（jiě）決工件表麵拉傷問題經濟而（ér）有效的方（fāng）法。表麵處理（lǐ）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（dù）特種合金等；化學熱處（chù）理方麵有各類滲氮、滲硼（péng）、滲（shèn）硫等（děng）；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理（lǐ）氣（qì）相沉積(VVD)、物理化學氣相沉（chén）積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成（chéng）合金鍍層，工藝不同。合金鍍層（céng）性能各異。就耐磨抗咬（yǎo）合用途（tú），目前應用較多（duō）的是鍍硬鉻、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形（xíng）負荷（hé）較輕或（huò）大型模（mó）具采用這些方法有時可以取得一定（dìng）的效果。這類表麵處理存在的問（wèn）題是一方麵由（yóu）於表麵硬化層的硬度較（jiào）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（de）場合，有時使（shǐ）用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其（qí）功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種（zhǒng）或某幾（jǐ）種化學元素的介質中加熱保（bǎo）溫，通過（guò）工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元（yuán）素滲入工件表麵，然後以適當的方式（shì）冷卻，從而改（gǎi）變了工件表麵的成分和組織（zhī）結構，並賦予（yǔ）工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處理的（de）種類很多，根據所滲元（yuán）素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或（huò）碳氮共滲、滲硼（péng）、滲硫、滲鋁、滲（shèn）鋅、滲其他各種金（jīn）屬等。以耐磨（mó）、減摩、抗拉（lā）傷為（wéi）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往具有較常規鋼製模（mó）具高得多的抗拉傷（shāng）性能。在缺乏其他表麵（miàn）處理工藝方法的情況下，這不適為一種較好的選擇，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傷性能，但（dàn）由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下（xià）)，且化（huà）合物層較薄（báo）(10 V-m左右)，其耐磨性（xìng）有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又（yòu）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（jiù）滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高（gāo），但依據（jù）經（jīng）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較差是製約該技術在成形類模具（jù）上應用的幾個重要因素（sù）。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較（jiào）大的（de）成形類模具，效果有限。表麵超（chāo）硬（yìng）化處理是指化學氣相沉積（jī）(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉（chén）積(PVD)、"]-l-J覆層處（chù）理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以（yǐ）在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具（jù）有極（jí）高（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件（jiàn）拉傷效果最好的方法。而經物（wù）理氣相沉積(PVD)和物（wù）理化學氣相沉積(PCVD)的工（gōng）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）也具（jù）有極高（gāo）的耐磨、抗拉（lā）傷（shāng）性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆（fù）層處理差距較大（dà），往往在使用過程中過甲j脫落（luò），發揮不（bú）出表（biǎo）麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小（xiǎo）的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難（nán）有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化（huà）鈦（tài）c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或經其他（tā）表麵處理後高得多的耐磨（mó）、抗（kàng）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．需另外重新加熱淬火（huǒ）。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度（dù）下加熱（rè）會（huì）氧化．因此後續工序要（yào）求嚴格，稍有不慎（shèn），表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質（zhì）合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放（fàng）物對環境汙染較大。"ID覆層處理國（guó）內（nèi）又名熔鹽滲金屬、滲釩等（děng）。其原理是通過熱擴散作用（yòng）於工件表麵形成一（yī）層數微（wēi）米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處（chù）理的主要特點（diǎn）是（shì）：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具（jù）有極高的耐磨、抗（kàng）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（yě）金結（jié）合，這一點在成形類模具上的應用極其重要；

③ID覆（fù）層（céng）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（yǐ）重（chóng）複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具（jù）上采用該技術具有其他表（biǎo）麵（miàn）處理無法比擬（nǐ）的使用效果，在一些（xiē）場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低（dī）．無公害，目前該（gāi）技術在日本、美（měi）國等都已得到（dào）廣泛的應用 國內70年代即已（yǐ）開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術（shù）進（jìn）行過研究。通過十餘年（nián）的（de）科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產（chǎn）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、彎曲（qǔ）、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶金等類模具上，取得了極優的使用（yòng）效果。綜上所（suǒ）述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題的方法很多，對於具（jù）體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決（jué）拉傷問題的方法中，以（yǐ）采用硬質合金為模具材料（liào）和對模（mó）具凸、凹模表麵進行（háng）化（huà）學氣相沉（chén）積(CVD)、TD覆（fù）層處理為最好。其中又以"ID覆（fù）層處理性價比最高。

總之（zhī）：工件拉傷問題是粘著磨（mó）損的（de）結果，解決工件拉傷問題的方（fāng）法較多，應根據具體（tǐ）情況予以選擇。一般情況下．采用（yòng）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（wèn）題（tí）最有效最經濟（jì）的方法（fǎ）。