五（wǔ）金模具拉傷的原因及解決措（cuò）施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下（xià）兩種：

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

二是（shì）由於工件表麵與模具凸（tū）、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況（kuàng），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（mó）損的基本原則，通過改變接觸副的（de）性質作為（wéi）出（chū）發點。

以下就構成此對接觸（chù）副的三方，即被成（chéng）形（xíng）工件的原（yuán）材（cái）料方麵、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（chù）理（lǐ），如對原材料進（jìn）行（háng）磷化（huà）、噴塑（sù）或其他表麵處理，使（shǐ）被成形材料表（biǎo）麵形成一層非（fēi）金屬（shǔ）膜層（céng），可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方（fāng）法往往成（chéng）本較高，並需要添加另外的（de）生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些效（xiào）果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形（xíng）材料（liào）之間加一層PVC之類的薄（báo）膜，有時也（yě）可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續（xù）供給薄膜，而對於周（zhōu）期生（shēng）產的衝壓設備，每生產一件工件需加（jiā）一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很（hěn）高，還會產生大（dà）量廢料，對於小批量的大（dà）型工件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（jiā）潤滑油（yóu）或加EP(極壓)添加劑的潤滑（huá）油就（jiù）可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變（biàn）模（mó）具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處（chù）理，使被成形材料與凸、凹（āo）模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而（ér）有效的方法，也是目前廣泛采（cǎi）用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件（jiàn）的拉傷問題，可以采用（yòng）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（gāo），不易加（jiā）工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質（zhì）合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中（zhōng）也有可能（néng）出現開裂，成材率低，有些（xiē）幾（jǐ）乎難以成形。此外硬質合金性（xìng）脆（cuì），搬運、安裝使用過程中都（dōu）要極（jí）其（qí）小心，稍有不慎就有可（kě）能出（chū）現崩塊或開裂而（ér）報廢。另外，由於硬質合金（jīn）的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結（jié）相鈷所（suǒ）組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很（hěn）高，而鈷相（xiàng）由於硬（yìng）度很低，耐磨性能較（jiào）差，使用過程（chéng）中鈷（gǔ）相會優（yōu）先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸（tū）不（bú）平，如此生產出來的工件表麵也會（huì）出現拉痕，此時需對（duì）模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生（shēng）產。采用合適（shì）的銅基（jī）合金也可解（jiě）決工件的拉傷（shāng）問題，但（dàn）銅基合金（jīn）一般硬度（dù）較低，易出（chū）現磨損超差，在大批量（liàng）生產的（de）情況下，這種材料的性價比較低。對於較（jiào）大型的模具，如汽（qì）車覆蓋件的成（chéng）形模具，大（dà）量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決（jué）拉傷（shāng）問題需輔以（yǐ）滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在（zài）使用一段（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過（guò）對模（mó）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（miàn）拉傷（shāng）問題（tí）經濟而（ér）有（yǒu）效的方法。表麵處理方法有多種，比較（jiào）常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍（dù）鎳磷（lín）、刷鍍特種合（hé）金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫（liú）等；表麵超硬化處理方麵有化學氣（qì）相沉（chén）積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相（xiàng）沉積(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電鍍、化學鍍、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，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨（mó）抗咬合用途，目（mù）前應用（yòng）較（jiào）多（duō）的是鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷鍍鎳（niè）鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方法（fǎ）有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵由（yóu）於表麵硬化（huà）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。另一方麵，鍍層與（yǔ）基體材料（liào）機械結合，在負荷較大的場（chǎng）合，有時使用幾次鍍層就會剝落（luò），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（rù）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（shèn）入工件（jiàn）表麵，然後以適（shì）當的方式冷卻，從而（ér）改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦（fù）予工件不（bú）同的物理、化學和（hé）機械性能。化學（xué）熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲（shèn）氮、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲（shèn）、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種金屬等。以耐磨、減摩（mó）、抗拉傷（shāng）為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲（shèn）硼、滲硫幾種。

采用合（hé）適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具（jù）有較常規鋼製模具高得多（duō）的（de）抗拉傷性能。在缺乏其他（tā）表麵處理（lǐ）工藝方法的情況下，這不適為一（yī）種較好的選擇，也是較常用的方（fāng）法。就滲氮處理（lǐ）而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化（huà）效果有限(一般（bān）l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨（mó）性有限，而（ér）化合物層一旦（dàn）磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過（guò）程中滲（shèn）氮處理往往還無法滿足生產要求。就（jiù）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（yàn），滲（shèn）硼質量的穩定（dìng）性和滲硼（péng）工（gōng）件變形（xíng）較大以及滲硼（péng）層抗拉傷性能較差是（shì）製約該技術在（zài）成形類模具上（shàng）應用的（de）幾（jǐ）個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場（chǎng）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，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉（chén）積(L、，D)、物理（lǐ）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（tóng）特點是（shì）都可以（yǐ）在工件表（biǎo）麵形成（chéng）2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨（mó）抗咬（yǎo）合等（děng）性（xìng）能。實踐（jiàn）證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆（fù）層處理技術是目前解（jiě）決工件拉傷效果最（zuì）好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工（gōng）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（shāng）性能，但由（yóu）於其膜基結（jié）合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化（huà）層的性能特（tè）點，因此這（zhè）兩種方法除在載荷（hé）較小的情況（kuàng）下有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具（jù）很（hěn）難（nán）有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化（huà）鈦( )之類的材料、具有（yǒu）極高的（de）硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基（jī）結合力（lì）很（hěn）高，具有比一般模具材料或經（jīng）其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉（lā）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（wēn）度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以（yǐ）後．需另（lìng）外重（chóng）新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫（wēn）度下加熱會氧化．因此後（hòu）續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵（miàn）硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應（yīng）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（pái）放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其（qí）原理（lǐ）是（shì）通過熱擴散作用於（yú）工（gōng）件表麵形成一層數微米（mǐ）至數十微米的碳化釩覆（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（jù）有（yǒu）極高的（de）耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散（sàn）形成的，所以覆層與基體具有冶金結合，這一點在成形（xíng）類模具上的應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這（zhè）一點特別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理（lǐ）可以重複進行。

大量（liàng）的實（shí）踐證明。在成形類模具上采用該技（jì）術具有其他表麵處理無法（fǎ）比擬的使用效果，在一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相（xiàng）對而言比較簡單（dān），成本較低．無公害，目前該技術在（zài）日本、美國等都（dōu）已得到廣泛的（de）應用 國內70年代即已開始研究（jiū）該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實（shí）踐．已（yǐ）使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用（yòng）到汽車、家電、五餘（yú）製管、冶金等行業的拉（lā）伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶（yě）金等類模具上，取（qǔ）得了極優的（de）使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉（lā）傷問題的方法很多，對（duì）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擇相應的方法。在所有解決拉傷問（wèn）題（tí）的方法中（zhōng），以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相（xiàng）沉積(CVD)、TD覆層（céng）處理為最（zuì）好（hǎo）。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉（lā）傷問題是粘著磨損的結果，解決工（gōng）件（jiàn）拉傷（shāng）問題的方法較多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采用硬質（zhì）合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進（jìn）行化學氣相沉積和TD覆層處理足解（jiě）決工（gōng）件及模具（jù）凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。