五金模具拉傷的原（yuán）因（yīn）及解決措施

工（gōng）件成形過程中拉傷產生的原因（yīn）主要有以下兩種：

一是由於模具（jù）凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模（mó）表麵（miàn）之間（jiān）夾雜其他硬質顆粒，都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（fǎ）是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境（jìng）的管理。

二是由於工件表麵與模具（jù）凸、凹模（mó）表麵粘著磨損而形（xíng）成的拉傷，也是（shì）生（shēng）產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分（fèn）析粘著磨損的產生及減少粘著（zhe）磨損的一些基本（běn）措施（shī）。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依照（zhào）減小粘著磨損的基本原則，通過改（gǎi）變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成此對接觸副的（de）三方，即被（bèi）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處理，如對原材料進行磷化（huà）、噴（pēn）塑或其他表麵處理，使被成（chéng）形材料表麵形成一層非金屬膜（mó）層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方（fāng）法往往成本較高（gāo），並需（xū）要添加另外的生產設備和增加（jiā）生產（chǎn）工序，盡管這種方法有（yǒu）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（kě）以解決工件的（de）拉傷問（wèn）題。對於（yú）生產線（xiàn），通過機構可以達到（dào）連續供給薄膜（mó），而對於周期生產的衝壓（yā）設（shè）備（bèi），每生（shēng）產一件（jiàn）工件需加一張（zhāng）薄膜，影響生產效率（lǜ），此方法一般成本也很高，還會產生（shēng）大量（liàng）廢料，對於小批量的大型工件的生（shēng）產采用此種方法是可取（qǔ）的。在（zài）一些成形負荷很小的（de）場合，有時通過添加潤滑油或（huò）加EP(極壓)添加劑的潤滑油就（jiù）可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質（zhì）發生改變。實踐表明，這是解（jiě）決拉傷問題經濟而有效的方（fāng）法，也是目前（qián）廣（guǎng）泛采用的方法。

（1）從模（mó）具凸、凹（āo）模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金，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（shì）材料成本高，不易加工，對於較大型的（de）模具，由於燒製大型硬質合（hé）金（jīn）塊較困難，即（jí）使燒製成（chéng）功，加工（gōng）過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些（xiē）幾（jǐ）乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬（bān）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和軟的粘結相鈷所組成，硬質（zhì）碳化鎢顆粒的（de）耐磨抗咬合性能很（hěn）高（gāo），而鈷相由於硬度很低，耐（nài）磨性能較（jiào）差，使用過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使凸、凹模表麵形成凹（āo）凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出（chū）現拉痕（hén），此時需對模具凸、凹模（mó）表麵進行（háng）研磨拋光後方可進行再生產。采用合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，易出現（xiàn）磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大（dà）型的（de）模具，如（rú）汽（qì）車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要（yào）徹底解決拉（lā）傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在使用一段時間（jiān）後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵（miàn）處理（lǐ）。

（2）通過對模具進行表麵處理特別（bié）是對模具凸、凹（āo）模進（jìn）行表麵超硬化處理是解決（jué）工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法（fǎ）有多種（zhǒng），比較常用的有（yǒu）：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學（xué）熱處（chù）理（lǐ）方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵（miàn）超硬化處理方麵有化學氣相沉（chén）積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相（xiàng）沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過（guò）電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐磨（mó）抗咬（yǎo）合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳（niè）鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型（xíng）模具采用（yòng）這些方（fāng）法有時可以取得一定的效果。這類表麵處理（lǐ）存在的問題是（shì）一方麵由於表麵硬化層的硬度（dù）較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現。另一（yī）方麵，鍍層與基體材料機（jī）械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就（jiù）會剝落，而（ér）鍍層一旦（dàn）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（sù）的介質中加熱（rè）保溫（wēn），通過工（gōng）件與介質（zhì）的物理化學作（zuò）用，將這種或這幾種元素（sù）滲入工件表麵，然後以適當（dāng）的（de）方式冷卻，從而改變了（le）工件表麵的成分（fèn）和組織結構，並賦予工件不同的物理、化（huà）學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類為（wéi）：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳（tàn）氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以（yǐ）耐磨（mó）、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是（shì）：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采（cǎi）用合適（shì）的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉（lā）傷性能。在缺乏其他表麵處理（lǐ）工藝方（fāng）法的情況下，這不適為一種較好的選擇，也是較（jiào）常用的方法。就滲氮處理而言（yán），滲氮的化合物層具有很高的抗（kàng）拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下（xià）)，且化合物層較薄(10 V-m左右（yòu）)，其耐磨性（xìng）有限，而化合物層一旦磨損（sǔn），拉傷又會出現（xiàn），所以在大批量生產過程中滲（shèn）氮處理往往還無法（fǎ）滿足生產（chǎn）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（gāo），但依據經（jīng）驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）較大以及滲硼層（céng）抗拉傷性能較差是製約該技術在成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些（xiē）場合也取得（dé）了較好的效果（guǒ），但對於負荷較大的成（chéng）形類（lèi）模具，效（xiào）果有限。表麵超硬化處理（lǐ）是指（zhǐ）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（céng）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，並具有極高的耐磨抗咬合等性（xìng）能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最（zuì）好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理（lǐ）化學氣相（xiàng）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（jù）有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆層處理差距（jù）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）層的性能特點，因此這兩種方法除在載（zǎi）荷較小的情況下有可能具有效果J'l、，一般（bān）的成形類模具很難有滿意的效（xiào）果。

（3）化學氣（qì）相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具（jù）有極高的硬度（dù）(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基結合力很高，具有比一（yī）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。能夠數（shù）倍（bèi）至幾十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．上件CVD處理完以後．需另（lìng）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（dù）下加熱會（huì）氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎（shèn），表（biǎo）麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製（zhì）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料（liào）。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）原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微（wēi）米至（zhì）數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層（céng）處理的主（zhǔ）要特點是：

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

②由於（yú）是通過擴（kuò）散形成的（de），所（suǒ）以覆層（céng）與基體具有冶金結合，這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。

大量的（de）實踐證明。在成形類（lèi）模具上采用該技術具有其他（tā）表麵處理無法比擬的使用（yòng）效果，在一些場合具有比（bǐ）硬質（zhì）合金更好的（de）效果。由於（yú）ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無（wú）公（gōng）害，目前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始（shǐ）研究該技術．到目（mù）前已有數十家單位對該技術進行過研究（jiū）。通過十餘年的科（kē）研（yán）和（hé）實踐．已使該技術達到長期（qī）穩定生產的要求．並（bìng）已（yǐ）成功應用到汽車、家電、五（wǔ）餘製管、冶金（jīn）等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形（xíng）、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使（shǐ）用效果（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模表麵拉（lā）傷問（wèn）題（tí）的方法很多（duō），對於具體的（de）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（zé）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凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為（wéi）最（zuì）好。其（qí）中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題（tí）是粘著磨損的結果，解（jiě）決工（gōng）件拉傷（shāng）問題的方法較多，應根據具體情（qíng）況予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為模具材料，對模具凸、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具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的（de）方法。