五金（jīn）模具拉傷的原因及解決措施

工（gōng）件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由（yóu）於模（mó）具（jù）凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸（tū）、凹模表麵之間夾雜（zá）其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模（mó）表麵形成（chéng）機械的磨損，解決（jué）方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管（guǎn）理。

二是由於工件表麵與模（mó）具凸、凹模表麵（miàn）粘（zhān）著磨損（sǔn）而形成的拉（lā）傷，也是生產（chǎn）中最常見（jiàn）的又不容易解決的一種狀況（kuàng），以下詳細分析（xī）粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解（jiě）決模（mó）具及工（gōng）件成形過程中的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（chū）發點。以下就構成此對接觸（chù）副的三（sān）方，即被成（chéng）形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方（fāng）麵分別予以分析。

1. 通過對原材（cái）料進行表麵處理，如對原材料（liào）進行磷化、噴（pēn）塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成（chéng）一層非金（jīn）屬膜層（céng），可以大大減輕或消（xiāo）除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需（xū）要添加另（lìng）外（wài）的生產設備（bèi）和增加生產工序，盡管這種方（fāng）法有時有些效果，實際（jì）生產中（zhōng）應用卻很少（shǎo）。

2.在模具與成（chéng）形材料之間加一層PVC之類的薄（báo）膜，有（yǒu）時也可以（yǐ）解（jiě）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，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工（gōng）件需（xū）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方法是可（kě）取的。在一些成形（xíng）負荷很小的場合，有（yǒu）時通過添加潤（rùn）滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就（jiù）可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質（zhì）發生改（gǎi）變。實踐（jiàn）表明，這是解決拉傷問題經濟（jì）而有效的方法，也是目前（qián）廣泛采用的（de）方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件（jiàn）的拉傷問題，可以采用硬質合金，一（yī）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，對於較大型的模具，由於燒製大型（xíng）硬質合金（jīn）塊較困難，即使燒製成功（gōng），加工過程（chéng）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、安裝使用過程中都要極其小心，稍有（yǒu）不慎就有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是（shì）由硬質的碳化鎢顆粒（lì）和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆（kē）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（chà），使用（yòng）過程中鈷（gǔ）相會優先磨損，使凸、凹模表（biǎo）麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現拉（lā）痕（hén），此時需對（duì）模具（jù）凸、凹模表麵進行研磨（mó）拋光後方可進行再生產。采用合適的銅（tóng）基合金也可解決工件的拉傷問題，但（dàn）銅基合金一般硬度較低，易出（chū）現磨損（sǔn）超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大（dà）型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄（zhù）鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等（děng）表麵處理。但如此（cǐ）製作的模具往往壽命比較（jiào）短，在使（shǐ）用一段時間後，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（jìn）行（háng）表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表（biǎo）麵超硬化（huà）處理是解決工（gōng）件表麵拉傷問題經濟而（ér）有效的方法。表麵（miàn）處理方法有多種，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（fāng）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(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學鍍、刷（shuā）鍍（dù）是通（tōng）過電化學或化（huà）學反應的方法，在工件（jiàn）表麵形成合金鍍層，工（gōng）藝不同。合（hé）金鍍層性能各異。就耐磨抗咬（yǎo）合用途，目前應用較多（duō）的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大（dà）型模具采用這些方法有時可（kě）以取得一（yī）定的效果。這類表麵處理存（cún）在的問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。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負（fù）荷（hé）較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含（hán）某種或某幾（jǐ）種化學元素的介質（zhì）中加熱保溫，通過工件與介質的（de）物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適（shì）當的（de）方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化（huà）學熱處理的種類很（hěn）多，根據所滲元素不同分（fèn）類為：各種滲碳、各（gè）種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金（jīn）屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷（shāng）為目（mù）的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲（shèn）硫幾種。采用合適的模具（jù）材料輔以滲氮（dàn）、滲硼等（děng）化學（xué）熱處理（lǐ）往往具有較常規（guī）鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方（fāng）法的情況下（xià），這不適為（wéi）一種較好的選擇，也是較常用的方（fāng）法。就滲氮處理（lǐ）而言，滲氮的化（huà）合物層（céng）具有很高的抗拉傷性能，但由於其（qí）硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物（wù）層較薄(10 V-m左右（yòu）)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還（hái）無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲（shèn）硼質量（liàng）的穩定性和滲（shèn）硼工件變形較大以及滲（shèn）硼層抗拉傷（shāng）性能較差是製（zhì）約該技術在成形類模具（jù）上應用的幾個重要（yào）因素。滲硫技（jì）術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較（jiào）好的效果，但對於負（fù）荷較大的成（chéng）形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積（jī）(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理（lǐ）。這幾種表麵處理的共同特點是（shì）都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有極高的（de）耐磨抗咬合等（děng）性能（néng）。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拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化（huà）學氣相沉（chén）積(PCVD)的工件，雖然（rán）其表麵硬度（dù）也可（kě）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（xìng）能特點（diǎn），因此這兩種（zhǒng）方法除在載荷較小的情況下有可（kě）能具有效果J'l、，一般的成形類模具（jù）很難有滿意的（de）效果。

（3）化學氣（qì）相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或（huò）碳氮化（huà）鈦( )之類（lèi）的材料、具有極（jí）高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基（jī）結合力很高，具有比一般模具材料或（huò）經其他表麵處理後高得（dé）多的（de）耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其（qí）缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化（huà）．因此後續工序要求嚴格（gé），稍有不（bú）慎，表麵硬化層（céng）就會（huì）遭受破（pò）壞．嚴藿製約了其在鋼（gāng）模上的應（yīng）甩，而主要應用（yòng）於硬（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汙染較大（dà）。"ID覆層處（chù）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麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。"ID覆層處理的主要（yào）特（tè）點是：

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

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與（yǔ）基體具有冶金結合，這一點在（zài）成（chéng）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（huǒ）．這一點特別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理（lǐ）可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具上采（cǎi）用該技術（shù）具有其（qí）他表麵處理無法比擬的使用效果，在一（yī）些場合具（jù）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．無公害，目前該技術在日本、美國等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（mù）前已（yǐ）有數十家單位對該技術進行過研（yán）究。通過十餘年的（de）科研和實踐．已使（shǐ）該技術達到長期穩定生（shēng）產的（de）要求．並已成功應用到（dào）汽車（chē）、家電、五餘（yú）製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末（mò）冶金等類模具上，取得了極優（yōu）的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模（mó）表麵拉傷問題的方法很多，對於（yú）具體的個案，應根據工件和載（zǎi）荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇相應的（de）方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合（hé）金為（wéi）模具材料和對模具（jù）凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以（yǐ）"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（jué）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．采用硬（yìng）質合金為模具（jù）材（cái）料，對模具凸、凹模表麵進（jìn）行（háng）化學（xué）氣相（xiàng）沉（chén）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（xiào）最經濟的方（fāng）法。