​五金模具拉傷的原因及解決措施（shī）

工件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下（xià）兩種：

一是由於模（mó）具凸、凹模表麵的宏（hóng）觀機械凹凸不平（píng）或被成形材料（liào）與模具凸、凹（āo）模表麵之間夾（jiá）雜其他硬質（zhì）顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是（shì）對模具凸、凹模表麵（miàn）進行（háng）仔細研磨加工，並加強生產環境的（de）管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷（shāng），也（yě）是生產中最（zuì）常（cháng）見（jiàn）的又不容易解決的一種狀況，以下（xià）詳細（xì）分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形過（guò）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（fù）的性質作為出發點。

以下（xià）就構成此對（duì）接觸副的三方，即（jí）被（bèi）成形工件的原材料方（fāng）麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析（xī）。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原（yuán）材料進（jìn）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膜層（céng），可（kě）以大（dà）大減輕或消除工件的拉傷（shāng），這種方法往往成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加生產工序，盡管（guǎn）這種方法（fǎ）有時有些（xiē）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層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉（lā）傷問題。對於（yú）生（shēng）產線（xiàn），通過機構可以達到連續供給（gěi）薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每（měi）生產（chǎn）一件工件需加（jiā）一張薄膜，影響生產效率，此方法（fǎ）一（yī）般（bān）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（chǎn）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（de）潤滑油（yóu）就可（kě）以解（jiě）決工件的拉傷問題。

3. 模（mó）具方麵通過改變（biàn）模（mó）具凸、凹（āo）模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被（bèi）成形材（cái）料與凸、凹模這（zhè）對接觸副性（xìng）質發生改變。實踐表明，這（zhè）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（fāng）法（fǎ）。

（1）從模具凸、凹模材料入（rù）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，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製（zhì）大型硬質合金塊較困難（nán），即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開（kāi）裂，成材率低，有些幾乎難以成形（xíng）。此外硬質（zhì）合金性脆，搬運（yùn）、安裝使用過（guò）程中都要極其小心，稍有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由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組（zǔ）成，硬質碳化鎢（wū）顆（kē）粒的耐磨（mó）抗（kàng）咬合性能很高，而（ér）鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷（gǔ）相會優先（xiān）磨損，使凸、凹模表（biǎo）麵形（xíng）成凹凸不平，如此生（shēng）產出來的工件（jiàn）表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行（háng）再生產。采用合適的（de）銅基合金（jīn）也（yě）可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般（bān）硬度較低，易（yì）出現（xiàn）磨損超差，在大批量生（shēng）產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆（fù）蓋件的成形模具，大量采用了合金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷（shāng），無（wú）法（fǎ）消除拉（lā）傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮（dàn），鍍硬鉻等（děng）表麵處理。但如（rú）此（cǐ）製作（zuò）的模具往（wǎng）往壽命比較短，在（zài）使用一段時間後，如出現拉（lā）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別是對模（mó）具凸、凹模進（jìn）行表麵超硬化處理是解決工件表（biǎo）麵拉傷問題（tí）經濟而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、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（miàn）超硬化（huà）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（fù）層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是（shì）通過（guò）電化學或化學反應的（de）方法，在工件表麵形成合金鍍（dù）層，工藝不（bú）同。合金鍍層性（xìng）能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方法有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在（zài）的問題是一方麵由於表麵硬化層的（de）硬（yìng）度較低，容易出現磨損，而鍍層（céng）一旦磨損，拉傷（shāng）又會（huì）出現。另（lìng）一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大（dà）的（de）場合，有時使用幾次鍍層就（jiù）會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效（xiào）也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化（huà）學（xué）元素的介質中加熱保溫，通過工件與（yǔ）介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵（miàn），然後以適當的方式冷卻，從而（ér）改變了工件表麵的（de）成分和組織結構，並賦予工件（jiàn）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（yuán）素不同分（fèn）類為：各種滲（shèn）碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅（xīn）、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為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（mó）具材料（liào）輔（fǔ）以滲氮、滲硼（péng）等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高（gāo）得多的抗拉（lā）傷（shāng）性（xìng）能。在缺乏其他表（biǎo）麵處理工藝方法的情況下，這不適為一種較（jiào）好的選擇，也是（shì）較常用的方法。就滲氮處理而言，滲（shèn）氮的化合物（wù）層具（jù）有很高的（de）抗拉傷性能，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（yòu）)，其耐磨性有（yǒu）限，而化（huà）合物層一旦磨損（sǔn），拉傷又會出現，所以在大批量（liàng）生產過程中滲（shèn）氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬（yìng）化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經（jīng）驗，滲硼質量的穩（wěn）定性和滲硼工件變形較大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。滲硫技術具有較高的減牽陛（bì）能，在一些（xiē）場合也（yě）取得（dé）了較好的效果（guǒ），但（dàn）對於負荷較大的成形類模具，效果有限（xiàn）。表麵超硬化處（chù）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（zhè）幾種表麵處理的共同（tóng）特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具（jù）有極高的耐磨抗（kàng）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拉（lā）傷效（xiào）果（guǒ）最好（hǎo）的方法。而經物理氣相（xiàng）沉積(PVD)和物理化學氣相（xiàng）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（hé）TD覆層（céng）處理差距較（jiào）大，往往（wǎng）在使用過程中過甲j脫落，發揮（huī）不出表（biǎo）麵超硬化層的性能特點（diǎn），因此這（zhè）兩種方法除在載荷較小的情（qíng）況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或（huò）碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高（gāo）的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般（bān）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（de）使用壽命（mìng）。其缺點（diǎn）是處理（lǐ）溫度高．工件（jiàn）變形大．上件CVD處理完以（yǐ）後．需（xū）另（lìng）外重新加熱淬火。而表麵沉（chén）積層在（zài）空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會（huì）氧化．因此後續（xù）工序要求嚴格（gé），稍有不慎，表麵硬化（huà）層就會遭受破壞（huài）．嚴藿製約了其在鋼（gāng）模上的應甩，而主要應用於硬質合金（jīn）等無相變的材（cái）料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金（jīn）屬、滲釩（fán）等（děng）。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成（chéng）一（yī）層數微米至數十微（wēi）米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點（diǎn）是（shì）：

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（shí）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，這一點在成形類模具上（shàng）的應用極其重要；

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

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該（gāi）技術（shù）具有其他表麵處理無法比擬的（de）使用效果，在一些場合（hé）具有比硬（yìng）質（zhì）合（hé）金更（gèng）好的效果（guǒ）。由於ID覆層處理技術的（de）設備相（xiàng）對而言比較簡單，成本較低．無公害，目（mù）前該技術在（zài）日本、美國等都已得到廣泛的應用（yòng） 國內70年代即已（yǐ）開始研究該技術．到目前（qián）已有（yǒu）數十家單位對該技術進（jìn）行（háng）過研究。通過（guò）十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期（qī）穩定生（shēng）產的要（yào）求．並已成功應用到（dào）汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻（fān）邊、輥壓成（chéng）形、冷鐓、粉末冶（yě）金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題（tí）的方法很多，對於（yú）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況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用（yòng）硬質合金為模具材料和對模具凸（tū）、凹模（mó）表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層（céng）處理為最好。其中又以"ID覆（fù）層處（chù）理性價比最高。

總之（zhī）：工件拉傷問（wèn）題（tí）是（shì）粘著磨損的結果，解決工件（jiàn）拉傷問題（tí）的方法較多，應（yīng）根據具體情況予以選（xuǎn）擇。一般情（qíng）況下．采用硬質合金為（wéi）模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和（hé）TD覆層處理足解決（jué）工件及模具凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最有效最經濟（jì）的方法。