五金模具拉傷的原因及（jí）解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主（zhǔ）要有以下兩（liǎng）種：

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料與模具凸、凹模表麵（miàn）之（zhī）間夾（jiá）雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵（miàn）形成機械（xiè）的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔（zǎi）細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵（miàn）與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形（xíng）成的拉傷，也是生產中最常見的（de）又不容（róng）易解決的一種狀況，以下詳（xiáng）細（xì）分析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為出發（fā）點。

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

1. 通過對（duì）原（yuán）材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方（fāng）法往往成（chéng）本較高，並需要添加另（lìng）外的生產設備和增加生產工序，盡管這種（zhǒng）方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材（cái）料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對（duì）於生產線，通過機構可以達到（dào）連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每（měi）生產一（yī）件工件需加一張薄膜，影（yǐng）響生產效率，此方法一般成（chéng）本也很高（gāo），還會產生大量廢料，對於（yú）小（xiǎo）批量的大型工件（jiàn）的生產采（cǎi）用（yòng）此種方法是可取（qǔ）的。在（zài）一些成形負荷很小的場合，有時通（tōng）過添加潤滑油或加EP(極壓（yā）)添（tiān）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凸（tū）、凹（āo）模材料或（huò）對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模（mó）這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐表明，這是（shì）解（jiě）決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具（jù）凸、凹模材（cái）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（liào）製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問（wèn）題是材料成本高（gāo），不易加（jiā）工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即（jí）使燒製成功，加（jiā）工過（guò）程中也有可能出（chū）現開裂，成材率（lǜ）低，有些幾乎難以成形。此外硬（yìng）質合（hé）金性脆，搬運（yùn）、安裝使（shǐ）用過程中都（dōu）要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或（huò）開裂而報廢。另（lìng）外，由於硬質合（hé）金的組織結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成（chéng），硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐（nài）磨抗咬合性能很高，而鈷（gǔ）相由於硬度（dù）很低，耐磨（mó）性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損（sǔn），使凸、凹模表麵形成凹（āo）凸不平，如此生產出來的工（gōng）件表麵也會出現拉痕，此時（shí）需對（duì）模具（jù）凸、凹模（mó）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（chà），在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低（dī）。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能（néng）減輕工件的拉傷，無法消除拉（lā）傷問題，要徹底解決（jué）拉傷問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如（rú）此製作的模具往（wǎng）往壽命（mìng）比較短（duǎn），在使用一段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重（chóng）新進行（háng）表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸（tū）、凹模進行（háng）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法。表（biǎo）麵處理方（fāng）法有多種，比較常用的有：鍍（dù）層方麵有鍍硬（yìng）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（fāng）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、化學鍍、刷鍍是通（tōng）過電化（huà）學或化學反應的方法（fǎ），在（zài）工件表（biǎo）麵形成合金鍍層，工藝（yì）不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合（hé）用途，目前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）輕或大型模具采用這（zhè）些方法有時可以取得（dé）一定（dìng）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（de）硬度較低（dī），容易出（chū）現磨損，而鍍層（céng）一旦磨損，拉傷又會出（chū）現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結（jié）合，在負荷較大的場合，有時（shí）使用（yòng）幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功（gōng）效也就失（shī）去。化學熱處理是將工（gōng）件（jiàn）放入含某種或某幾種化學元素的介質中（zhōng）加（jiā）熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或（huò）這（zhè）幾種元素滲入工件表麵，然後（hòu）以適當的方式冷卻，從（cóng）而改變（biàn）了工件表麵的成分（fèn）和組織結構（gòu），並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲（shèn）硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲（shèn）其他各種金屬等。以耐磨、減（jiǎn）摩、抗拉傷為目的的化（huà）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（mó）具材料（liào）輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具（jù）高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況下（xià），這不適為一種較好（hǎo）的選擇，也是（shì）較常（cháng）用的（de）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（xìng）能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性（xìng）有（yǒu）限，而化合物層（céng）一旦（dàn）磨（mó）損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中（zhōng）滲氮處理往往還無法滿足（zú）生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高（gāo），但依據經驗，滲硼質（zhì）量的穩定性和（hé）滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性（xìng）能較差是製約該技術在成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能（néng），在一些場合也取得了較好的效果，但（dàn）對於負荷較大的成形類模具，效（xiào）果（guǒ）有限。表麵超硬化處理是（shì）指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積（jī）(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理（lǐ）。這幾種表麵（miàn）處理的共同特點是都（dōu）可以在工件表麵形成（chéng）2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬（yǎo）合等性能。實踐證明，化（huà）學氣相沉（chén）積（jī）(O／D)、"ID覆層處理技術是目前（qián）解決（jué）工件拉（lā）傷效果最好的方法。而（ér）經物理氣（qì）相沉積(PVD)和物理化學（xué）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（mó）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（huī）不出表麵超硬化層的性能特點，因（yīn）此這兩種方法除在載荷較（jiào）小的情況（kuàng）下有可（kě）能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣（qì）相沉（chén）積(CVD)的碳化鈦（tài）c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有（yǒu）極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上（shàng）其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能（néng）。能夠數倍（bèi）至幾十倍地提高模具的使（shǐ）用壽（shòu）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。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫（wēn）度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表（biǎo）麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩（shuǎi），而主要應用於硬質合金等無相變的（de）材料。此外（wài）．CVD處（chù）理過程中的排放物（wù）對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔（róng）鹽滲金屬、滲釩等。其原（yuán）理是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（chù）理的主要特點是（shì）：

①覆層硬度高（gāo）．硬度可達3000I-IV左（zuǒ）右．具有極高的（de）耐磨（mó）、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有（yǒu）冶（yě）金結合，這一點在成形類模具上的應用極（jí）其重要；

③ID覆層處理（lǐ）後可以直接進行淬火．這一點特別適合（hé）於各類模（mó）具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐（jiàn）證明。在成形類模具上采用該技（jì）術具有其他（tā）表麵處理無法比（bǐ）擬的使（shǐ）用效果，在一些（xiē）場合具有比（bǐ）硬質合金更好的效果。由於ID覆層（céng）處理（lǐ）技術（shù）的設備（bèi）相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目（mù）前該技術在日本、美國等都（dōu）已得到廣泛（fàn）的應（yīng）用（yòng） 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已（yǐ）有（yǒu）數十家單位對該（gāi）技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期（qī）穩定生產的要求．並已成（chéng）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（mò）冶金等（děng）類模具上，取得了極優的使用效果（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工（gōng）件和載荷大小、生（shēng）產批量、被加工材料的種類等（děng）情況選擇相應的方法（fǎ）。在所有解決拉傷問題的方法（fǎ）中（zhōng），以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進行（háng）化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為（wéi）最好（hǎo）。其中又以"ID覆層處理（lǐ）性價比最高。

總之（zhī）：工件拉傷問題（tí）是粘（zhān）著磨損的結果，解決工件（jiàn）拉傷問題的方法較多，應根據具體（tǐ）情況予以選擇（zé）。一般情況下．采用硬質合金（jīn）為模具材（cái）料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相（xiàng）沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表（biǎo）麵拉傷問題最有效最經濟的方法。