​五金模具拉傷的原因及解決（jué）措施

工件成形過程中拉（lā）傷產生的原因主（zhǔ）要有以下兩種：

一是（shì）由於模具凸、凹（āo）模表麵的宏（hóng）觀機（jī）械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機（jī）械（xiè）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（èr）是由（yóu）於工（gōng）件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是（shì）生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損（sǔn）的產生及減少粘著磨損的一些基本措施（shī）。解決（jué）模具及工件成形（xíng）過程中的拉傷問題應依（yī）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點。

以下就構成此對接觸副（fù）的三方，即被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。

1. 通過對原材料進行（háng）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（chéng）一層非金屬膜層，可以大（dà）大減輕或（huò）消除工件的拉（lā）傷，這（zhè）種方法往往成本較高，並需要添加另外的生（shēng）產設備（bèi）和增加生產工序，盡管（guǎn）這種方法有時有些效果，實際（jì）生產中應（yīng）用卻很少（shǎo）。

2.在（zài）模具與成形材料之（zhī）間加一層PVC之類的薄膜，有時也（yě）可以解決工件的拉傷問題。對於生產線（xiàn），通過機構可以達（dá）到連續供給薄膜，而對於（yú）周期生產的衝壓設備（bèi），每（měi）生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方（fāng）法一般成本（běn）也（yě）很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生（shēng）產采用此種方法是可取的。在一（yī）些成形負荷很小的場合，有時通過（guò）添加潤滑（huá）油或加EP(極壓)添加劑（jì）的潤滑油就（jiù）可以（yǐ）解（jiě）決工件的拉傷問題。

3. 模具（jù）方麵通過改變（biàn）模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材（cái）料與凸（tū）、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這（zhè）是解決拉傷問題經濟而有（yǒu）效的方法，也是目前廣泛（fàn）采（cǎi）用的方法。

（1）從模（mó）具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般情（qíng）況下，由這種材料製作的（de）凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很高（gāo），存在（zài）的問題是材料成（chéng）本高，不易加工，對於較大型的模具，由（yóu）於燒製大型硬質（zhì）合金塊較困難，即使燒（shāo）製成功，加工過程中也（yě）有可能出現開（kāi）裂（liè），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，稍有不慎（shèn）就有（yǒu）可能出現崩塊或開裂而報（bào）廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳（tàn）化鎢顆粒（lì）和軟的粘結相（xiàng）鈷所組（zǔ）成，硬質碳化（huà）鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高（gāo），而鈷相由於硬度很低，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，如此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基（jī）合金也可解決工件的（de）拉傷（shāng）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（jià）比較（jiào）低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了（le）合金鑄鐵（tiě），鑄鐵隻能（néng）減輕工件的拉傷，無（wú）法消除拉傷（shāng）問題，要徹底（dǐ）解決拉傷問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如（rú）此製作的模具往（wǎng）往壽命比較短，在使（shǐ）用（yòng）一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模（mó）具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工（gōng）件表麵拉（lā）傷問題經濟而有效（xiào）的方法。表（biǎo）麵（miàn）處理方（fāng）法有多種，比較常用的有（yǒu）：鍍層方麵有鍍硬鉻、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、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有（yǒu）化學（xué）氣相沉積（jī）(CVD)、物理氣相沉（chén）積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍（dù）是通過電化學或化學反應（yīng）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。就耐磨抗咬合用途，目（mù）前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍鎳鎢合金等。對於成（chéng）形負荷較輕或（huò）大型模具采用這些方法有時可以取得一定的效（xiào）果。這類表麵（miàn）處理存在的（de）問題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低（dī），容易出現磨損（sǔn），而鍍層一旦磨（mó）損，拉（lā）傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械（xiè）結合，在負荷較（jiào）大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝（bāo）落，其功效也就失（shī）去。化學熱處理是將工件放入含（hán）某（mǒu）種或某幾（jǐ）種化（huà）學元素（sù）的介質中加熱保（bǎo）溫（wēn），通過（guò）工件與（yǔ）介質的物理化學作用，將（jiāng）這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從（cóng）而（ér）改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的物（wù）理（lǐ）、化學和機械性能。化學（xué）熱處理的種類很多，根據所滲（shèn）元素不同分類為（wéi）：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲（shèn）硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各（gè）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（tàn）、滲氮、滲硼（péng）、滲硫幾種。

采用合適的模（mó）具材料輔以（yǐ）滲氮、滲硼等化學（xué）熱處理往往具有較常規鋼製（zhì）模具高得多的抗拉（lā）傷性能。在缺（quē）乏其他表麵處（chù）理工藝方法的情況下（xià），這不適為一種較好的（de）選擇，也是較常用的方法。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（yóu）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，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所（suǒ）以在大批（pī）量生產過程中滲氮（dàn）處理往往還無法滿足生產要求（qiú）。就滲硼工（gōng）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）差是製約該技術在成形類模（mó）具上應用的幾個重要因（yīn）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的效（xiào）果，但對於負（fù）荷較（jiào）大的成形類模（mó）具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉（chén）積(L、，D)、物（wù）理氣（qì）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（gòng）同特（tè）點是都可（kě）以（yǐ）在工（gōng）件表麵（miàn）形成2 000 HV以上的硬（yìng）化層，並具有極高的耐磨抗咬（yǎo）合等性能。實踐證明（míng），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（hé）物（wù）理化學氣相沉積(PCVD)的（de）工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表（biǎo）麵硬化層也具有極高（gāo）的耐磨、抗拉傷（shāng）性能，但（dàn）由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使（shǐ）用（yòng）過程中過（guò）甲（jiǎ）j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點（diǎn），因此（cǐ）這兩種（zhǒng）方法除在載荷較小的情況（kuàng）下有可能具有效果J'l、，一般的成形（xíng）類模具很難有滿意的效（xiào）果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很（hěn）高，具有（yǒu）比一（yī）般模具材料（liào）或經其他表（biǎo）麵處理後高得多的（de）耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模（mó）具（jù）的使用壽命。其缺點是處理溫（wēn）度高．工（gōng）件變形大．上件CVD處理完以後．需另（lìng）外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以（yǐ）上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴（yán）格，稍有不慎（shèn），表麵硬化層就會遭受破壞．嚴（yán）藿（huò）製約了其在鋼模上的（de）應甩，而主要應（yīng）用於（yú）硬質合金等（děng）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覆層處理國（guó）內又名熔鹽滲金屬（shǔ）、滲釩等。其原理是通過熱擴（kuò）散作用（yòng）於工件表麵（miàn）形成一層數（shù）微米至數十（shí）微米的碳化（huà）釩覆層。

"ID覆（fù）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、抗拉（lā）傷、耐蝕（shí）等性能；

②由於是通過（guò）擴散形成的，所以覆層（céng）與基體具有冶金（jīn）結合，這一點在（zài）成（chéng）形類模具上的應用極其重（chóng）要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火（huǒ）．這一點（diǎn）特（tè）別適合於各類（lèi）模具鋼材；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術具（jù）有其他表（biǎo）麵處（chù）理無法（fǎ）比擬的使用效果，在一些場合具有比（bǐ）硬質合金更好的效果（guǒ）。由於ID覆層處理技術的設備相（xiàng）對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前（qián）該技術在日本（běn）、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．到目前（qián）已有數十家單位對該技術（shù）進行過研（yán）究。通過十餘年的（de）科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行（háng）業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓（yā）成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上（shàng）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（děng）情況選擇相應的方（fāng）法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和對（duì）模（mó）具凸、凹模（mó）表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其（qí）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（gōng）件拉傷問題的方法（fǎ）較多，應（yīng）根（gēn）據具體情況（kuàng）予以選擇。一般情況下（xià）．采用硬質合金為模具材料，對模（mó）具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處（chù）理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。