​五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中（zhōng）拉傷產生的原（yuán）因主要（yào）有以下兩種：

一是由於模具（jù）凸、凹模表麵的宏觀（guān）機械凹凸不平或被成形材（cái）料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他（tā）硬質顆粒，都會在工件表麵或模具（jù）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（shēng）產環境的（de）管理。

二是由於工件表麵與模（mó）具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產（chǎn）中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳（xiáng）細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一（yī）些基本措施。解決模具及工件成（chéng）形過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本（běn）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（jiē）觸副的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵（miàn）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一層非（fēi）金屬膜層，可以（yǐ）大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往（wǎng）往成本較高，並需（xū）要添加另外的生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產（chǎn）中應用卻很少。

2.在模具與成形（xíng）材（cái）料之間加一層PVC之類的薄（báo）膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於（yú）生產（chǎn）線，通過機構可以達到連（lián）續供給薄膜（mó），而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工（gōng）件需加一張薄膜，影響生產效率，此方（fāng）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（fāng）法是可取的。在一些成形負荷很小的（de）場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓（yā）)添加劑的潤滑油就可以（yǐ）解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵（miàn）通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采（cǎi）用（yòng）的方法。

（1）從模具凸、凹模（mó）材料入手解（jiě）決工件的拉傷問題，可以（yǐ）采用硬質合金，一般情（qíng）況下，由這種（zhǒng）材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高（gāo），存在的問題是材料成本高，不易（yì）加工，對於較大型的模具，由於燒（shāo）製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能（néng）出現開裂，成（chéng）材率低，有些幾乎（hū）難以成形。此外硬（yìng）質合金性脆，搬運、安裝使用過（guò）程中都要極（jí）其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊（kuài）或開裂而報廢。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相鈷所組成，硬質碳化（huà）鎢顆粒的耐磨抗咬（yǎo）合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使（shǐ）用過（guò）程中鈷（gǔ）相（xiàng）會優先（xiān）磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此（cǐ）生產出來的（de）工件（jiàn）表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行研磨拋光後方可（kě）進行再生產（chǎn）。采用合（hé）適的銅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（chū）現磨損超差，在（zài）大批量生產的情況下，這種材（cái）料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆（fù）蓋件的成形模具，大量采用了（le）合金鑄鐵，鑄（zhù）鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題（tí），要徹底解決拉傷（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但（dàn）如此製作的（de）模具往往壽命比較短，在使用（yòng）一段時間後（hòu），如出現拉傷，又需修模（mó）並重新進行表麵處（chù）理。

（2）通過對（duì）模具進（jìn）行表麵處理（lǐ）特別是對模具凸、凹（āo）模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題（tí）經濟而（ér）有效的（de）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（lín）、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（lǐ）方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣（qì）相沉積（jī）(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化（huà）學鍍、刷（shuā）鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形（xíng）成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬（yǎo）合用途，目前應用較多（duō）的是鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳（niè）磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模（mó）具采用這些方法有時可（kě）以取得一定的（de）效果（guǒ）。這類表麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低，容（róng）易出現磨損，而鍍（dù）層一旦磨損，拉傷又（yòu）會（huì）出現。另一方（fāng）麵（miàn），鍍（dù）層（céng）與基體材料機械結（jié）合（hé），在負荷較大的場合，有時使（shǐ）用幾次鍍層就會剝落，而鍍層（céng）一旦剝落，其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中（zhōng）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（sù）滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學（xué）熱處理的種類很多，根據所（suǒ）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（shèn）、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種（zhǒng）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、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料（liào）輔以滲氮、滲硼等（děng）化學熱處理往往（wǎng）具有較常（cháng）規鋼製模具高得多的抗拉傷性能（néng）。在缺乏其他表麵處（chù）理工藝方（fāng）法的情況下，這不適為一種較好的（de）選擇，也是較常用（yòng）的（de）方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高（gāo）的抗拉傷性能，但由於其硬（yìng）化效果有限(一般l200Hv以（yǐ）下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性有（yǒu）限，而（ér）化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼（péng）工件變（biàn）形較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性（xìng）能較差是製約該技術在成形（xíng）類模具上應用的幾個（gè）重要因素。滲硫技術具有較（jiào）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模（mó）具，效果有（yǒu）限。表麵超硬化處理（lǐ）是指化學（xué）氣相沉積(L、，D)、物理（lǐ）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同特點是都可以在（zài）工件表麵形成2 000 HV以上（shàng）的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能（néng）。實踐證明，化學氣相（xiàng）沉積(O／D)、"ID覆層處理技（jì）術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經（jīng）物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖（suī）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的耐磨、抗拉（lā）傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆（fù）層處理差距（jù）較大，往往在使用過程中過（guò）甲j脫（tuō）落，發揮不出表麵超硬化層的（de）性能特點（diǎn），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（jù）很（hěn）難有滿意的效果。

（3）化學氣（qì）相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材（cái）料、具有極高（gāo）的硬（yìng）度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很（hěn）高，具有比一般模（mó）具（jù）材料或經其他（tā）表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使（shǐ）用壽命。其缺點是處理溫（wēn）度高．工件變形大．上（shàng）件（jiàn）CVD處理完以後．需另外（wài）重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中（zhōng）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，表麵硬化層就會遭受破（pò）壞．嚴藿製約（yuē）了其在鋼模上（shàng）的應甩，而主要應用於硬質合金（jīn）等無相變的材料。此外．CVD處理（lǐ）過（guò）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。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬（yìng）度（dù）高．硬度可達3000I-IV左（zuǒ）右（yòu）．具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕（shí）等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有（yǒu）冶金結合，這（zhè）一點在成形類模具上的應用極其重（chóng）要；

③ID覆層處理後可以直（zhí）接進行淬（cuì）火（huǒ）．這（zhè）一點特別適（shì）合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量（liàng）的實（shí）踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理（lǐ）無法比擬的使用效果，在一些場合具有比硬質（zhì）合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡（jiǎn）單，成本較（jiào）低．無公害，目前該（gāi）技術在日本、美國（guó）等都已得（dé）到廣泛的應用 國內70年代即已（yǐ）開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年（nián）的科研和實踐．已使該技術達到長期（qī）穩定生（shēng）產的要求．並已成功應（yīng）用（yòng）到（dào）汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶（yě）金等類模具（jù）上，取得了極優的（de）使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個（gè）案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類（lèi）等情況選（xuǎn）擇相應的方法。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模具（jù）凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆（fù）層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結（jié）果，解決工件拉傷（shāng）問題的方法（fǎ）較多，應根據具體情況予（yǔ）以選擇（zé）。一般情（qíng）況下．采用硬質合（hé）金（jīn）為模具材料，對（duì）模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件及模（mó）具（jù）凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。