五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程（chéng）中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材（cái）料與模具凸、凹（āo）模表（biǎo）麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模（mó）具凸、凹模表麵（miàn）形成機械的磨損，解決方法（fǎ）是對模具凸、凹模表（biǎo）麵進（jìn）行仔細研磨加工，並加強（qiáng）生（shēng）產環境的管理（lǐ）。

二是由（yóu）於工件表麵與模具（jù）凸、凹模表麵粘著（zhe）磨損而形（xíng）成的拉（lā）傷，也是生產中最（zuì）常見的又不容（róng）易解決的一種狀況，以下詳細分（fèn）析粘著磨（mó）損（sǔn）的產（chǎn）生及減少粘著磨損的一（yī）些基本措施。解（jiě）決模具及工件成（chéng）形過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨（mó）損的基本原則，通過改（gǎi）變接觸副的性質作為出發點。以下就（jiù）構成此對接觸副的三方，即（jí）被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模（mó）具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材（cái）料進行磷化、噴塑或其他表麵處（chù）理，使被成形材料表麵形成一（yī）層非金屬膜層，可以大大（dà）減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另外的（de）生產設備和（hé）增（zēng）加生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷（shāng）問題（tí）。對於生產線，通過（guò）機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設（shè）備，每生產一件工件需加（jiā）一張薄膜，影（yǐng）響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方法是可（kě）取的。在一些成（chéng）形負荷很小的場合，有時通（tōng）過添加潤滑油或（huò）加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解（jiě）決（jué）工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹（āo）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、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效的方（fāng）法，也是（shì）目前廣泛采用（yòng）的方法（fǎ）。

（1）從模具凸、凹模（mó）材料入手解決工件的拉傷（shāng）問題，可以采用硬（yìng）質合金，一般情況下，由這種材料製（zhì）作（zuò）的凸、凹（āo）模抗拉傷性能很高（gāo），存在的問題是（shì）材料成本（běn）高，不易加工，對於（yú）較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使（shǐ）燒製成功，加工過程中（zhōng）也有可能出（chū）現（xiàn）開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外（wài）硬質合金性脆，搬（bān）運、安裝使用過程中（zhōng）都要極其小心，稍有不慎就（jiù）有可能出現崩塊或（huò）開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織（zhī）結構是由硬質的碳化鎢顆粒（lì）和軟的（de）粘結（jié）相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低（dī），耐磨（mó）性能（néng）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（chǎn）出來的工件表麵也會出現拉（lā）痕，此時（shí）需（xū）對模具凸、凹模表麵進（jìn）行研磨拋（pāo）光後方可進行再（zài）生（shēng）產。采用合適的銅（tóng）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，在大批（pī）量生產（chǎn）的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成（chéng）形模具，大量采用了合（hé）金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍（dù）硬鉻等表麵處（chù）理。但如此製作的模具（jù）往往壽命比較（jiào）短，在使用一段時間（jiān）後，如出（chū）現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進（jìn）行表（biǎo）麵處理特別是對（duì）模具凸、凹模（mó）進行表麵超硬化處理是解決工件表麵（miàn）拉（lā）傷問題經濟而有效的方法。表麵（miàn）處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方（fāng）麵有鍍（dù）硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）特種合金等；化學熱處理方（fāng）麵有各類滲氮、滲硼（péng）、滲硫（liú）等；表（biǎo）麵超硬化（huà）處理方麵有化（huà）學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化（huà）學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工（gōng）藝不同。合金鍍層性能各異。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（huò）大（dà）型模具采用這些方法有時可以取得一定的（de）效果。這類（lèi）表麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層的硬度（dù）較低，容易出現磨損，而（ér）鍍（dù）層（céng）一旦磨損，拉傷又會出（chū）現（xiàn）。另（lìng）一方麵，鍍層與基體材料機（jī）械結合，在負荷較大（dà）的場合，有時使用（yòng）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（chù）理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與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（hòu）以適當的方式冷卻，從而改變了（le）工件表麵的成分和組織結（jié）構（gòu），並賦予工（gōng）件（jiàn）不同的物理、化學和機械（xiè）性能。化學（xué）熱處理的種類很多，根據所滲元素不同（tóng）分類為：各種（zhǒng）滲碳（tàn）、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲（shèn）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（wéi）目的的（de）化學熱處理目前常用的（de）是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。采用合適的模具材（cái）料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高得（dé）多的抗拉傷性能（néng）。在缺乏其他表麵（miàn）處理工藝方（fāng）法的情況下，這不（bú）適為一種較好（hǎo）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（yǒu）很高（gāo）的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較（jiào）薄(10 V-m左右)，其耐磨（mó）性（xìng）有限，而（ér）化合物層（céng）一旦（dàn）磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮（dàn）處理往往還無法滿足生產要（yào）求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質（zhì）量的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉（lā）傷性能較差是製約該（gāi）技術在成形類模具上應用（yòng）的幾個重要（yào）因（yīn）素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合（hé）也取得了較好的效（xiào）果，但對於負荷較大（dà）的成形類模具（jù），效果有限。表麵超硬（yìng）化（huà）處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。這幾種表麵處理的共（gòng）同特點是（shì）都可以（yǐ）在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐（nài）磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積（jī）(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷（shāng）效果最好的方法。而經（jīng）物理氣相沉積(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（jí）高的耐磨、抗拉傷性能，但由（yóu）於其膜基結合力較（jiào）CYD和TD覆層處（chù）理差距較大，往往在使用過程中過（guò）甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種（zhǒng）方法除在載荷（hé）較小的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很（hěn）難（nán）有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化（huà）鈦c)或碳（tàn）氮化鈦( )之類的材（cái）料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上（shàng）)，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（lǐ）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具的使用壽命。其缺點（diǎn）是處理溫度高．工件變形大．上（shàng）件CVD處理（lǐ）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℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後（hòu）續（xù）工序要求嚴格（gé），稍（shāo）有不（bú）慎，表麵硬化（huà）層（céng）就會遭受（shòu）破壞．嚴（yán）藿製約（yuē）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（cái）料。此外．CVD處理過程（chéng）中的排放（fàng）物對環境汙染較大。"ID覆層處理國（guó）內又名（míng）熔鹽（yán）滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形（xíng）成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。"ID覆層處理的主要特（tè）點是：

①覆層硬度（dù）高．硬（yìng）度可達3000I-IV左右．具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

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

③ID覆層處理後（hòu）可以直接進行淬火．這一點特別適合於各類模具鋼（gāng）材；④ID覆層處（chù）理可以重複進行。

大量的實踐證明（míng）。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一些場合具有比硬質合金更好（hǎo）的效果（guǒ）。由於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（guó）等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位（wèi）對該技術（shù）進行過研究。通過十餘年（nián）的（de）科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要（yào）求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶（yě）金等行業的拉伸、彎曲、翻（fān）邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上（shàng），取（qǔ）得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件（jiàn）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（jiā）工材料的種類等情（qíng）況選擇相應的方法。在所有（yǒu）解決拉傷問（wèn）題的方法中，以采用硬質合金為模（mó）具（jù）材料和對（duì）模具凸、凹模表麵進行化（huà）學氣（qì）相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處（chù）理性價比最高。

總之（zhī）：工件拉傷（shāng）問題（tí）是（shì）粘著磨損的結果，解決（jué）工件拉傷問題的方（fāng）法較多，應根據具體情況予（yǔ）以選擇。一般情況下．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（qì）相沉積和TD覆層處理足（zú）解決工件

及模具（jù）凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。