​五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成（chéng）形過程中拉傷產（chǎn）生的原因主要有以（yǐ）下（xià）兩種：

一是由（yóu）於模（mó）具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成（chéng）形材料與模具（jù）凸（tū）、凹模表麵之（zhī）間夾雜其他（tā）硬質顆粒（lì），都會在工件表麵或模具凸、凹模（mó）表麵形成機械的磨損，解決方（fāng）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理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形（xíng）成的拉傷，也是生產中最（zuì）常見的又不容易解決（jué）的一種狀況，以下詳（xiáng）細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（xíng）過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基（jī）本原則，通過（guò）改變接觸副（fù）的性質作為（wéi）出發點。

以下就構成此對接（jiē）觸副（fù）的三方，即被成形工件的（de）原（yuán）材料方麵、工件與模（mó）具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料（liào）進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴（pēn）塑（sù）或其他表麵處（chù）理，使被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大（dà）減輕或（huò）消（xiāo）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（zēng）加生產工序，盡管這種方法（fǎ）有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之（zhī）間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線（xiàn），通過機構可以達到連續供給（gěi）薄膜，而（ér）對於周期生產的（de）衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生（shēng）產效率，此方（fāng）法（fǎ）一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量（liàng）的大型工件的生產采用（yòng）此種方法是可取的。在（zài）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)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問（wèn）題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對（duì）模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與（yǔ）凸、凹模這對接觸副（fù）性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料（liào）入（rù）手解（jiě）決工件（jiàn）的拉（lā）傷問（wèn）題（tí），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（kàng）拉傷性能很高，存（cún）在的問（wèn）題是材料成本高，不易加工，對於較大（dà）型（xíng）的模具，由於燒製大型硬質（zhì）合金塊較困難，即使燒製成（chéng）功，加工過程中也有可能出現開（kāi）裂（liè），成材（cái）率低，有些幾乎難以成形。此（cǐ）外硬質合金性脆（cuì），搬運、安裝使用過程（chéng）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（kē）粒和軟的粘（zhān）結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合（hé）性能很高，而（ér）鈷相由於硬度很低（dī），耐磨性能較差，使（shǐ）用過程中鈷（gǔ）相會優先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵（miàn）形成凹（āo）凸不平，如此生產出來的（de）工件表麵也會出現拉痕，此時需對模（mó）具凸、凹模表麵進行研磨拋光（guāng）後方可（kě）進行再生產。采用合（hé）適的銅基合金也可解決工（gōng）件的拉傷（shāng）問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超（chāo）差，在大批量生產（chǎn）的（de）情況下，這種材料（liào）的性價比（bǐ）較低。對於較大型的模具，如汽（qì）車覆蓋件的成形模具，大量采用了合（hé）金鑄（zhù）鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要（yào）徹（chè）底解決（jué）拉傷（shāng）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較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵（miàn）處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超（chāo）硬化處理（lǐ）是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有（yǒu）鍍硬鉻、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（péng）、滲硫等；表麵超（chāo）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（lǐ）。電鍍、化學鍍、刷鍍是通（tōng）過電化學或化學（xué）反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就（jiù）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（hé）金等。對於成形負荷較輕或（huò）大型模具采用這些方（fāng）法有（yǒu）時可以取得一定（dìng）的效果。這類表麵處（chù）理存在的問（wèn）題是（shì）一方麵由於表麵硬化層的（de）硬度較低，容易出現磨（mó）損，而鍍層（céng）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，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍（dù）層一旦剝落，其功效也（yě）就失去。化學（xué）熱處理是將工件放（fàng）入含某種或某幾種化學元素（sù）的介質中加熱保（bǎo）溫，通過工件（jiàn）與介質的物理化學作用，將這種或這幾種（zhǒng）元素滲入工件表麵，然後以（yǐ）適當的方式冷卻，從而改變了工件表（biǎo）麵的（de）成分和（hé）組織結（jié）構，並賦予工件（jiàn）不同的物理、化學和機械性能。化學熱（rè）處理的種類很多，根據所滲元（yuán）素不同（tóng）分類為：各（gè）種滲碳、各種滲（shèn）氮、各種（zhǒng）氮（dàn）碳（tàn）或碳氮（dàn）共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為（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、滲硼等化學熱處理往往具有較（jiào）常規鋼製模（mó）具高得（dé）多（duō）的抗拉傷性能（néng）。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況（kuàng）下，這不（bú）適為一種較好的選擇，也（yě）是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲（shèn）氮的化（huà）合物層具有很高的（de）抗拉傷（shāng）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)，其耐磨性有限（xiàn），而化合物層一旦磨損，拉傷又（yòu）會出（chū）現，所以在大批量生（shēng）產過程中滲（shèn）氮處理往往還無法（fǎ）滿足生產要求。就（jiù）滲（shèn）硼工藝而（ér）言，其硬化層（céng）硬度可（kě）達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能較（jiào）差是（shì）製約該技術在成形類模具上應用的幾（jǐ）個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好（hǎo）的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(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。這幾種表麵（miàn）處（chù）理（lǐ）的共同特（tè）點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有（yǒu）極高的耐磨抗咬合等性（xìng）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（zuì）好的方法。而（ér）經物理氣相沉（chén）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（gāo）的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆（fù）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（chāo）硬（yìng）化層的性能特（tè）點，因此這（zhè）兩（liǎng）種方法除在（zài）載荷較小的情（qíng）況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類（lèi）模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之（zhī）類的材料、具有極高的（de）硬度（dù）(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基結合力很高，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。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．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新（xīn）加熱淬火（huǒ）。而表麵（miàn）沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度（dù）下加熱會氧化（huà）．因此後續（xù）工序要求嚴格，稍有不慎，表（biǎo）麵硬化層就（jiù）會（huì）遭受（shòu）破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬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。"ID覆（fù）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（shù）十微米的碳化釩覆（fù）層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗（kàng）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（jù）上的應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一點特別適合於（yú）各類模具（jù）鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明（míng）。在成形類模具上采用（yòng）該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用（yòng）效果，在一些（xiē）場合具有比（bǐ）硬質合金更好的效果。由（yóu）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（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（jìn）行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並（bìng）已成（chéng）功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取（qǔ）得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選（xuǎn）擇相應的方法。在所有解決拉（lā）傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和（hé）對模具（jù）凸、凹模表麵進行化（huà）學氣相沉積（jī）(CVD)、TD覆層處理為（wéi）最好。其中又以"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（qíng）況下．采用硬質合金（jīn）為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學（xué）氣相沉（chén）積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題最有效最經濟的方法。