​五金模具拉傷的原（yuán）因及解決措施

工件成形過（guò）程中拉傷（shāng）產生的原因主要有以下兩種：

一是由於（yú）模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材（cái）料與模具（jù）凸、凹模表（biǎo）麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨（mó）損，解（jiě）決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研（yán）磨加工，並加強生產環（huán）境的管理。

二是（shì）由於工件表麵與模具凸（tū）、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常（cháng）見的又不容易解決的一種狀況，以下（xià）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施。解決模具及工件成形過程（chéng）中的拉傷問題應（yīng）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點（diǎn）。

以下就構（gòu）成此對接觸副的（de）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. 通過對原材料進行表麵處理，如對原（yuán）材料進行磷化（huà）、噴塑或其（qí）他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層（céng），可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高（gāo），並需要添加另外的生產設備和增加生（shēng）產工序，盡管這種方法有（yǒu）時有些效果，實（shí）際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一（yī）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（mó），影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大（dà）量廢料，對於小批量的大型工件（jiàn）的生產采用此種方法是可取的。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（huá）油就可（kě）以解決工件的拉（lā）傷問題。

3. 模具方（fāng）麵通過改變模具凸（tū）、凹模材料或對模具凸、凹模（mó）進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模（mó）這對接觸副性質發生改（gǎi）變。實踐（jiàn）表明，這是解決拉傷問（wèn）題經（jīng）濟而有效（xiào）的（de）方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹（āo）模材料入手解決（jué）工件（jiàn）的拉（lā）傷問題，可以采用（yòng）硬質合金，一般情況下，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（jiā）工，對於較大型的模（mó）具，由於燒製大型硬質合金（jīn）塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材（cái）率低，有些（xiē）幾乎難以成形。此外硬（yìng）質合金性（xìng）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（chū）現崩塊（kuài）或開裂而報（bào）廢。另外，由（yóu）於硬質合金（jīn）的組（zǔ）織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化（huà）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，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此（cǐ）生產出（chū）來的工件表麵也（yě）會（huì）出現拉痕（hén），此時需（xū）對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後（hòu）方可進行（háng）再生產。采（cǎi）用合適的（de）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（xiàn）磨損超（chāo）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（xíng）的模具，如汽車覆蓋件的成（chéng）形模具，大量（liàng）采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件（jiàn）的拉傷，無法消除拉傷問題，要（yào）徹底解決拉傷問（wèn）題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵（miàn）處理。但如此製作的模具往往（wǎng）壽命比（bǐ）較（jiào）短，在使用一段時間後，如出現拉傷（shāng），又需（xū）修（xiū）模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進（jìn）行表麵處理特別（bié）是對模具凸、凹模進行表麵超硬化（huà）處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方（fāng）法。表麵處理方法（fǎ）有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍（dù）硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷（shuā）鍍特種合金等；化學熱處理方麵有各類（lèi）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（jī）(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處（chù）理（lǐ）。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通過電化學（xué）或化學反應的方法，在工件（jiàn）表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍（dù）層性（xìng）能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應（yīng）用較多的是鍍（dù）硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）鎳鎢合金等。對於（yú）成（chéng）形負荷較輕或（huò）大型（xíng）模具采用這（zhè）些方法有時可以取得一定的效（xiào）果。這類表麵處理存在（zài）的問題是一方麵由（yóu）於（yú）表麵硬化層的硬度較低，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，在負荷較大的場合，有時（shí）使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝（bāo）落，其功效也就失去（qù）。化學熱（rè）處理是將工（gōng）件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物（wù）理化學作用，將這種或（huò）這幾種元（yuán）素滲入工（gōng）件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而（ér）改變（biàn）了工件表麵的成（chéng）分和組織（zhī）結構，並賦予工件不同（tóng）的物理、化學和機械性能（néng）。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（tàn）或碳氮共滲、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁（lǚ）、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（shì）：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔（fǔ）以滲氮、滲（shèn）硼等化學熱處理往往（wǎng）具有（yǒu）較（jiào）常規鋼製（zhì）模（mó）具高得多的抗拉（lā）傷性能。在缺（quē）乏其他表麵處理工藝方法的（de）情況下，這不適為一種較好的選擇，也（yě）是較常用的方（fāng）法。就滲氮處（chù）理而言，滲氮的化合（hé）物層（céng）具有很高的抗（kàng）拉傷性能，但（dàn）由於其（qí）硬化（huà）效果（guǒ）有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物（wù）層一（yī）旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產（chǎn）過程中滲氮處（chù）理往往還無法滿足生產要求。就滲（shèn）硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高（gāo），但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變（biàn）形較大以及滲硼層抗拉傷（shāng）性能較差是（shì）製約該技術在成形類模具上應用的幾個（gè）重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也（yě）取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效（xiào）果有限。表麵超硬化處理是（shì）指化（huà）學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物（wù）理化學氣（qì）相沉積(PVD)、"]-l-J覆（fù）層處理。這（zhè）幾種表（biǎo）麵處理的（de）共同特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並（bìng）具有極高的耐磨抗（kàng）咬合等性能。實踐（jiàn）證明，化學氣（qì）相沉積（jī）(O／D)、"ID覆層處理技術是目（mù）前解決工（gōng）件拉傷效果最好的方法。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，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處（chù）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（de）性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下有（yǒu）可（kě）能具有效果J'l、，一般（bān）的成（chéng）形（xíng）類模具很難有（yǒu）滿（mǎn）意的效果。

（3）化學氣相（xiàng）沉積(CVD)的碳化（huà）鈦c)或碳氮化（huà）鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上（shàng）)，加上其（qí）膜基結（jié）合力很高，具有比一般模具材料或（huò）經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能（néng）。能夠數倍至幾十倍（bèi）地（dì）提高模具的使用壽（shòu）命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而（ér）表麵沉積層在空氣中（zhōng）於400～500℃以上的溫度下加熱會氧（yǎng）化．因此後續（xù）工序要求嚴格，稍有不慎，表麵（miàn）硬化層就會遭受（shòu）破壞．嚴藿製約了其在鋼（gāng）模上的應甩，而主要應用於（yú）硬（yìng）質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境（jìng）汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表（biǎo）麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層（céng）處理的主要特點（diǎn）是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具（jù）有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成（chéng）的，所以覆層與基體具有冶金結合，這一點在（zài）成形類模具上的應用（yòng）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模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使（shǐ）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（shè）備相（xiàng）對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該（gāi）技術在日本、美國等都已得到廣（guǎng）泛的（de）應用 國（guó）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（háng）過研究。通過十餘年的科（kē）研和實踐．已使該技術達到長期穩定（dìng）生（shēng）產（chǎn）的要求．並已成功應用到汽車（chē）、家（jiā）電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形（xíng）、冷鐓、粉末冶金等類（lèi）模（mó）具上，取得了極優的使用效果。綜上（shàng）所述，解決工件及模（mó）具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題的（de）方法很多，對（duì）於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情（qíng）況選擇相應的方法。在所有解決拉傷（shāng）問題的方法中，以采用硬質（zhì）合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵（miàn）進行（háng）化（huà）學氣相沉（chén）積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中（zhōng）又以"ID覆層處（chù）理（lǐ）性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的（de）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。一般情況下（xià）．采用硬質合（hé）金為（wéi）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（gōng）件及模具凸、凹（āo）模（mó）表麵拉傷問題最有效最（zuì）經濟的方法。