五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中（zhōng）拉傷產生的（de）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（xiè）凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表（biǎo）麵之間夾雜其他硬質顆（kē）粒，都（dōu）會在工件表麵或模具凸、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（gōng），並加強生產環境的管理。

二是由於工件（jiàn）表麵與模具凸、凹（āo）模表麵粘著磨損而形成的拉（lā）傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以（yǐ）下詳細分析粘著磨損的產生（shēng）及減少粘著磨損的（de）一些基本措施。解決模具及工件成（chéng）形（xíng）過程中的拉傷問題應依照（zhào）減小粘著磨（mó）損的基（jī）本原則（zé），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（jí）被成形工（gōng）件的原（yuán）材（cái）料（liào）方麵、工件與模具之間、模具方麵分（fèn）別予以分析。

1. 通過對原材（cái）料進行表麵（miàn）處理，如對原材料（liào）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（yī）層非金（jīn）屬膜層，可以（yǐ）大大減輕或消除（chú）工件的拉（lā）傷，這（zhè）種方法往（wǎng）往成本較高，並需要添加另外（wài）的（de）生產設備和（hé）增（zēng）加生產工序，盡管這種（zhǒng）方法有時有些（xiē）效果，實（shí）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（lā）傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續（xù）供（gòng）給薄膜，而對於周期生產的（de）衝壓設備，每生產一件（jiàn）工件需加一張薄膜，影響生產效（xiào）率，此（cǐ）方（fāng）法一般成本也很高，還會產（chǎn）生大量廢料，對於小批量的大型（xíng）工件的生產采用此種（zhǒng）方法是可取的（de）。在一些成形負荷很（hěn）小的場合，有時通過添加潤滑油（yóu）或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以（yǐ）解決（jué）工件的拉傷（shāng）問（wèn）題。

3. 模具方麵通過改變模具（jù）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（liào）與凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是（shì）解決拉傷問題經濟而有效的方（fāng）法（fǎ），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（gōng）件的拉傷問題（tí），可以（yǐ）采用硬質合金，一般情（qíng）況下，由這種材料製（zhì）作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題（tí）是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具（jù），由於燒製大型硬質合金塊（kuài）較困難（nán），即（jí）使燒製成功，加工過程中也有（yǒu）可能出現（xiàn）開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質（zhì）合金性脆，搬運、安裝使用過程中（zhōng）都要極其（qí）小心，稍有不（bú）慎就有可能（néng）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（huà）鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很（hěn）高，而（ér）鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相（xiàng）會（huì）優先磨損，使凸、凹模表麵形成（chéng）凹（āo）凸不平，如此生產出來的工件表麵也會（huì）出現拉痕，此時（shí）需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進（jìn）行再生產。采（cǎi）用合適的銅基合金也可解決工件（jiàn）的拉傷問題，但（dàn）銅基（jī）合金一般硬（yìng）度較低，易出現磨損超差，在大批量生（shēng）產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大（dà）型的模具，如汽車覆蓋件的（de）成形模具，大量采用了（le）合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉（lā）傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷（shāng）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（zài）使用一段時間後，如出（chū）現拉傷，又需修模並重新進行（háng）表麵（miàn）處理。

（2）通（tōng）過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹模（mó）進行（háng）表麵超硬化處（chù）理（lǐ）是解決工件表麵拉（lā）傷問題經（jīng）濟而有效的方法。表麵處理方法有多種（zhǒng），比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合（hé）金等；化學（xué）熱處理方麵有各類滲（shèn）氮、滲硼、滲（shèn）硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣（qì）相沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層（céng）處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反（fǎn）應的方法，在（zài）工件（jiàn）表麵形成合金鍍層，工藝（yì）不（bú）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（yìng）鉻、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷（hé）較輕（qīng）或大型模具采用（yòng）這些方法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）於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層（céng）與基體材料機械結合，在負荷較大的場合（hé），有時使用幾次（cì）鍍層就會剝落，而鍍層（céng）一旦剝（bāo）落，其功效也就失去。化學熱處理是將工（gōng）件放入含某種或某（mǒu）幾種化學元素的介質中加熱（rè）保溫（wēn），通過工件與介質的物理化學作用，將這（zhè）種或這幾種元素滲（shèn）入工件（jiàn）表麵，然後以適當的方式冷卻，從（cóng）而改變了工件表麵的成分和組織結（jié）構（gòu），並賦予（yǔ）工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱（rè）處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各（gè）種滲碳、各種滲（shèn）氮、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲硼、滲（shèn）硫、滲鋁、滲鋅、滲（shèn）其他各種（zhǒng）金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷（shāng）為目的的化學熱處理目前（qián）常用的是：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（lǐ）往往具有較常規鋼製模（mó）具高得多的抗拉傷（shāng）性能。在缺乏（fá）其他（tā）表麵處理工藝方法的情（qíng）況下，這（zhè）不適為一種較好的選擇，也是較常用的方（fāng）法（fǎ）。就滲氮處理而言，滲氮的（de）化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於（yú）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（yī）旦磨損，拉（lā）傷又會出現，所以在大（dà）批量生產（chǎn）過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而（ér）言，其（qí）硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲（shèn）硼工（gōng）件變形較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約該技術在成形類模具上應用（yòng）的幾（jǐ）個重要因素。滲硫技術具（jù）有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類（lèi）模具，效果有限（xiàn）。表（biǎo）麵超硬化處理是指化學氣相沉積（jī）(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉（chén）積（jī）(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（gōng）件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前（qián）解決（jué）工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉（chén）積(PVD)和物理化（huà）學氣相沉（chén）積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也（yě）可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也（yě）具有極高（gāo）的耐磨、抗拉傷性能，但由於其（qí）膜基結（jié）合力較CYD和TD覆層處理差（chà）距較大，往往在使用（yòng）過（guò）程中過甲j脫落（luò），發揮不出（chū）表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較（jiào）小的情況下有（yǒu）可能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的（de）效果。

（3）化（huà）學氣相沉（chén）積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化（huà）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高，具有比一般模具材料（liào）或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛能（néng）。能夠數倍至幾十倍地（dì）提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形（xíng）大．上（shàng）件CVD處理（lǐ）完以後．需另外重新加熱淬（cuì）火。而（ér）表麵（miàn）沉積層在空氣（qì）中於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎（shèn），表（biǎo）麵硬化（huà）層就會遭受破壞（huài）．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用（yòng）於硬（yìng）質合金等無（wú）相變的（de）材料（liào）。此外．CVD處理過程中的排放（fàng）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（děng）。其原（yuán）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（céng）。"ID覆層處理的主要特（tè）點是：

①覆（fù）層硬度高．硬度可（kě）達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐（nài）蝕等性能；

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（chéng）形類模（mó）具上的應用極（jí）其重要；

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

大量的實踐證明。在（zài）成形類模（mó）具上采用（yòng）該技術具有其（qí）他表麵處（chù）理無法比擬的使用效果，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（shè）備相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前（qián）該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究（jiū）該技術．到目前已（yǐ）有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科（kē）研和實踐．已使（shǐ）該技術達到長期（qī）穩定生產的要（yào）求．並已成（chéng）功應用到汽車、家電、五餘製（zhì）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，取得了極（jí）優的使（shǐ）用效果（guǒ）。綜（zōng）上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷（shāng）問題的方法很（hěn）多，對於具體的個案，應根據工（gōng）件和載（zǎi）荷大小、生產批量（liàng）、被加工材料的種類等情況選擇相應（yīng）的方法。在所（suǒ）有解決拉傷問題的方法中，以采用硬（yìng）質合金為（wéi）模（mó）具材料和（hé）對模具凸、凹模表麵進行化學（xué）氣（qì）相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其（qí）中又以"ID覆（fù）層處理性（xìng）價比最高。

總（zǒng）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。一般情況下．采用硬質合金為模具材（cái）料，對（duì）模具凸、凹模表麵進行（háng）化學（xué）氣相沉積（jī）和TD覆層處理足解（jiě）決工件

及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷問（wèn）題最有效最經濟的方（fāng）法。