五金模（mó）具拉傷的（de）原因及解（jiě）決措施

工件成形過程中拉傷產生（shēng）的（de）原（yuán）因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）麵的宏觀機械凹凸不平或被成（chéng）形材料與模具凸、凹模（mó）表麵之間夾雜其他硬質（zhì）顆粒，都會在工件（jiàn）表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨（mó）損而形成的拉傷，也是生產中最（zuì）常（cháng）見的又（yòu）不容（róng）易解決（jué）的一種狀況，以下詳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（gǎi）變接觸副的性（xìng）質作為出發點（diǎn）。

以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方（fāng）麵、工件與模具（jù）之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表（biǎo）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（cái）料表麵形成一層非金（jīn）屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本（běn）較高，並需要添加另外的（de）生產設備（bèi）和增加生產工序，盡管這（zhè）種方法有時有些效果，實（shí）際生產中應（yīng）用卻很少。

2.在（zài）模具與成（chéng）形材料之間加一層PVC之類的（de）薄膜，有時也可以解決工（gōng）件（jiàn）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（qī）生（shēng）產的衝壓設備，每生產一件工件需（xū）加一張薄膜，影響生產效率，此方法一（yī）般成（chéng）本也很高，還會（huì）產生大量廢料，對於小批量（liàng）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)添加劑的潤滑油就可以解決工件的（de）拉傷（shāng）問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料（liào）或對（duì）模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹（āo）模這對接觸副（fù）性質發生改變。實踐（jiàn）表明，這是解（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）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題（tí），可以采用硬質（zhì）合金，一般（bān）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（yì）加工（gōng），對於較（jiào）大型（xíng）的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有（yǒu）些幾乎難以成形。此外硬（yìng）質合金性脆（cuì），搬運（yùn）、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由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨（mó）抗咬（yǎo）合性能很高，而（ér）鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工（gōng）件表（biǎo）麵也會出現拉痕，此時需對模具凸（tū）、凹模表麵進行（háng）研磨拋光後方可進行再生產。采用合（hé）適的（de）銅基合金也（yě）可解（jiě）決工件的拉傷問題，但銅（tóng）基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產（chǎn）的（de）情況（kuàng）下，這種材料的性價比較低。對於（yú）較大型的模具，如汽車（chē）覆蓋件的成形模具，大量采用了合（hé）金鑄鐵，鑄鐵隻能（néng）減（jiǎn）輕工件的拉傷，無法消除拉傷（shāng）問題，要徹底解決（jué）拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵（miàn）處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現（xiàn）拉傷（shāng），又需修模並重新進行表麵處（chù）理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理（lǐ）方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種（zhǒng）合金等；化學熱處理方麵有各類滲（shèn）氮、滲（shèn）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覆層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷鍍是（shì）通過電化（huà）學或化學（xué）反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝（yì）不（bú）同。合金鍍層性能各異（yì）。就耐（nài）磨抗咬合用途，目前（qián）應用較多的是（shì）鍍硬（yìng）鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）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（cún）在的問題是一方麵由於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（xiàn）。另一方麵，鍍層（céng）與基體材料機（jī）械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學熱（rè）處理是將工件放入含某（mǒu）種或某幾種（zhǒng）化學元素的介質中加熱保溫，通過（guò）工件與介質的物理（lǐ）化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後（hòu）以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵（miàn）的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性（xìng）能。化學熱處理的種類很（hěn）多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種（zhǒng）氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲（shèn）硼（péng）、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化（huà）學熱處理目前常用的是：滲碳、滲（shèn）氮、滲硼、滲硫幾（jǐ）種。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲（shèn）硼等化學熱（rè）處理往往具有較常規鋼（gāng）製模具高得多（duō）的抗拉傷性能。在缺乏（fá）其他表（biǎo）麵處理工藝方法的情況下，這不（bú）適為（wéi）一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言（yán），滲（shèn）氮（dàn）的化合物（wù）層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有（yǒu）限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性有限，而化合物層一（yī）旦磨損（sǔn），拉傷又會出現（xiàn），所以在大批量生產（chǎn）過程中滲氮（dàn）處理往往還無法滿足生產要求。就（jiù）滲硼工（gōng）藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼（péng）質量的穩定性和（hé）滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能（néng）較（jiào）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，在一些（xiē）場合也（yě）取得了較好的效果，但對於負荷（hé）較大的成形類模具（jù），效果有限（xiàn）。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物（wù）理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件表麵形（xíng）成2 000 HV以上（shàng）的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等（děng）性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處（chù）理技（jì）術是目前解決工件拉傷效（xiào）果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物（wù）理（lǐ）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（yǒu）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（zài）使（shǐ）用過（guò）程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情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（de）碳（tàn）化鈦c)或碳氮化鈦( )之（zhī）類的材料、具有（yǒu）極高的硬度(3 000I-IV以上)，加（jiā）上其膜基結合（hé）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。能夠數倍至幾十（shí）倍地（dì）提高模具的使用壽（shòu）命。其缺點是處理（lǐ）溫度高．工（gōng）件變形大．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（kōng）氣中於400～500℃以上的（de）溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格（gé），稍有（yǒu）不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合金等（děng）無相變的材料。此外．CVD處理過（guò）程中的排放物（wù）對環境汙染較大（dà）。"ID覆層處理國內又名熔鹽（yán）滲金屬、滲（shèn）釩等。其原理是通過熱擴散（sàn）作用於工件表麵形（xíng）成一層數微米至數（shù）十微米的（de）碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層（céng）硬度高（gāo）．硬度（dù）可（kě）達3000I-IV左（zuǒ）右．具有極（jí）高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所（suǒ）以覆層與基體具有冶金（jīn）結合，這一點在成（chéng）形類模具上的應用極其重要；

③ID覆層處理（lǐ）後可以直（zhí）接（jiē）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（fù）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（bǐ）擬的使用效果，在一些（xiē）場（chǎng）合具（jù）有比硬質（zhì）合金更好的效果。由（yóu）於ID覆層處（chù）理技術的設備相對而言比較簡單（dān），成本較（jiào）低．無公害，目（mù）前該技術在日本、美國等都（dōu）已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究（jiū）該（gāi）技術．到目前已（yǐ）有數十家單（dān）位對該技術進行過（guò）研究。通過十餘（yú）年的科研（yán）和實踐．已（yǐ）使（shǐ）該技術達到長（zhǎng）期穩（wěn）定生產的要（yào）求．並已成功應用到汽車、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（jí）優的使用效果。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（hé）載荷大（dà）小、生產批（pī）量（liàng）、被加工材（cái）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（zhōng），以采用硬質合金為（wéi）模具材料和對模具凸、凹模表麵進（jìn）行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中（zhōng）又以"ID覆層處理性價（jià）比最高（gāo）。

總之：工件拉傷（shāng）問題是粘著磨損的（de）結果，解（jiě）決工件拉傷問（wèn）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（jué）工件及模具凸、凹（āo）模表麵拉傷問題最有效最經（jīng）濟的方法。