五（wǔ）金拉伸模具拉傷的實質及解決（jué）措施

工件成形過程中拉（lā）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（guān）機械（xiè）凹凸不平或被成形材料與（yǔ）模具凸、凹模表麵之間（jiān）夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具（jù）凸、凹模表麵形（xíng）成機械的磨損，解決方法是對模（mó）具凸、凹模表麵進行仔（zǎi）細研磨加（jiā）工，並加強生（shēng）產環境的管理。

二是由（yóu）於工件表（biǎo）麵（miàn）與模具凸、凹模表（biǎo）麵粘著磨損（sǔn）而形成的拉傷，也是生（shēng）產中最常見的又不容易解決的一種（zhǒng）狀況，以（yǐ）下詳細分析粘著磨損的產生及減（jiǎn）少（shǎo）粘著磨損（sǔn）的一些（xiē）基本措施。解決模具及工件成形過程（chéng）中的拉（lā）傷問（wèn）題應依照減（jiǎn）小粘著磨損的基本原則（zé），通過改（gǎi）變接觸副的性質作為出發點。以下就構成此對接觸副的三（sān）方，即被成（chéng）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（tōng）過對原材料（liào）進行表麵處理，如對原材（cái）料進（jìn）行磷化、噴（pēn）塑或其他表麵處理，使被成形（xíng）材料表麵形成一層非金屬（shǔ）膜層，可以大大（dà）減輕或消除工件（jiàn）的拉傷，這種方法（fǎ）往（wǎng）往成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加生（shēng）產工（gōng）序，盡管這種方法（fǎ）有時（shí）有些效果，實際（jì）生產中（zhōng）應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的（de）薄膜，有時也可以解決工件的（de）拉傷問題。對（duì）於生產線，通過（guò）機構可（kě）以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每（měi）生產一（yī）件工件需（xū）加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料（liào），對於（yú）小批量的大型工（gōng）件的生產采用此（cǐ）種方法是可取的。在一（yī）些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料（liào）或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材料與（yǔ）凸、凹模這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐（jiàn）表明，這是解決（jué）拉傷問題經濟而（ér）有效的方法，也是目前廣泛采用的（de）方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采（cǎi）用硬質合金（jīn），一般情（qíng）況下，由這（zhè）種材料製作的（de）凸、凹（āo）模抗拉傷性（xìng）能很高，存在的問題是材料成（chéng）本高，不易加工，對於較大型的模具，由於（yú）燒製大型硬質合金塊較困難，即使（shǐ）燒製成功，加（jiā）工過程中也有可能出現開裂（liè），成材率低，有些幾乎（hū）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，稍有不慎就有可能出現崩塊或（huò）開裂（liè）而報廢。另外，由於硬質合金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，硬質碳化鎢顆粒的（de）耐磨抗咬合性能很（hěn）高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使凸、凹（āo）模表麵形成凹凸不平，如此生產出（chū）來（lái）的工件表麵也會出現拉痕，此時（shí）需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋（pāo）光後方可（kě）進（jìn）行再生產。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（jiào）低，易出現磨損超差，在大（dà）批量生產的情（qíng）況下，這種材料（liào）的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合（hé）金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題（tí）需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但（dàn）如此製作（zuò）的模（mó）具往往壽命（mìng）比較短，在使用一（yī）段時間後，如出現拉（lā）傷，又需修（xiū）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具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比（bǐ）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（chù）理方（fāng）麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表（biǎo）麵超硬化處理方（fāng）麵（miàn）有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍（dù）是通過（guò）電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝（yì）不同。合金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較（jiào）多的是鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等（děng）。對於成形（xíng）負荷較（jiào）輕或大型（xíng）模具采用這些（xiē）方法（fǎ）有時可以取得一定的效果（guǒ）。這類表麵處理存在的（de）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，而鍍層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現。另一方麵，鍍（dù）層與（yǔ）基體材料機（jī）械結合，在負荷較大的場合，有（yǒu）時使用幾（jǐ）次鍍層就會剝（bāo）落，而（ér）鍍層一旦（dàn）剝落，其功效也就失去。化（huà）學熱處理是（shì）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（tōng）過工件與介（jiè）質的物理化（huà）學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然（rán）後以適當（dāng）的方式冷卻，從而改變了工件（jiàn）表麵的成（chéng）分和組織結構，並賦（fù）予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處（chù）理（lǐ）的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種（zhǒng）氮碳或碳（tàn）氮（dàn）共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處（chù）理目前常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲硼（péng）、滲硫幾種。采用合適的模具（jù）材料輔以滲氮、滲硼等化學熱（rè）處理往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表（biǎo）麵處理工藝方法的情況下，這（zhè）不適為一種較好的選（xuǎn）擇，也是較（jiào）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能，但由（yóu）於其硬化效果有限（xiàn）(一般（bān）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（zài）大（dà）批量生產過程中滲氮（dàn）處理往往還無法滿（mǎn）足生產（chǎn）要求（qiú）。就滲硼工藝（yì）而（ér）言，其硬化層硬度可達（dá）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（shèn）硼層抗（kàng）拉傷性能較差是（shì）製約該技術在成形類模具（jù）上應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高（gāo）的減牽陛能，在一些場合也取得了（le）較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果（guǒ）有限。表麵超（chāo）硬化處理是（shì）指化學氣相沉積(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特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具有極高的耐（nài）磨抗咬合等性（xìng）能。實踐證（zhèng）明，化學氣相（xiàng）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)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖（suī）然（rán）其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表麵硬化層也具（jù）有（yǒu）極高的耐磨、抗（kàng）拉傷性能，但由於其膜基結合力（lì）較CYD和TD覆（fù）層處理差（chà）距較大，往（wǎng）往（wǎng）在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點（diǎn），因（yīn）此這兩（liǎng）種方法除在載荷較小的（de）情況下有可能具有（yǒu）效果J'l、，一般的成形類模具很難有（yǒu）滿意的效（xiào）果。

（3）化（huà）學氣相沉（chén）積(CVD)的碳化鈦（tài）c)或（huò）碳氮化鈦( )之類的材料、具有極（jí）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或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能（néng）。能（néng）夠數倍至幾十（shí）倍地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大（dà）．上件CVD處理完以後（hòu）．需另外重新加熱淬火。而表（biǎo）麵沉積層在空氣（qì）中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍（shāo）有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的（de）應甩，而主要應用於硬質合金等無（wú）相變（biàn）的材料。此外．CVD處（chù）理過程中的排放物對（duì）環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲（shèn）金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一（yī）層數微米至數十微米的碳化釩（fán）覆層。"ID覆層處理的主要（yào）特點是：

①覆層硬度高（gāo）．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成（chéng）的，所以覆層與基體具有冶金結（jié）合，這一點在成形類（lèi）模具（jù）上的應用極（jí）其重要；

③ID覆層處理後（hòu）可以直接進行淬火．這一點（diǎn）特（tè）別適合於各類（lèi）模具鋼材；④ID覆層處（chù）理可以重複進行。