​五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成（chéng）形過程中（zhōng）拉傷（shāng）產生的原（yuán）因主要有以（yǐ）下兩種（zhǒng）：

一是（shì）由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不（bú）平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之間（jiān）夾雜其他硬質顆粒，都會在（zài）工件（jiàn）表麵或模具（jù）凸、凹模表麵形成機械（xiè）的（de）磨損，解決方法是對模具凸、凹模（mó）表（biǎo）麵進行仔細研磨加工，並（bìng）加強生產環境的管（guǎn）理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表（biǎo）麵粘著磨損而形成的拉（lā）傷，也是（shì）生產中最常（cháng）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及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件（jiàn）成形過程中（zhōng）的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。

以下就構成此（cǐ）對接（jiē）觸副的三方，即被成（chéng）形工件的原材料方麵、工件與（yǔ）模（mó）具之間（jiān）、模具方麵分別予以分析。

1. 通過（guò）對原材料進行表麵處理，如對（duì）原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料表（biǎo）麵形成一層非金屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除工件（jiàn）的拉傷，這（zhè）種方法往（wǎng）往成本較高，並（bìng）需要添（tiān）加另（lìng）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果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與（yǔ）成形材料之間加一層PVC之類的（de）薄膜，有時也（yě）可以解決工件的拉傷問題。對於生（shēng）產（chǎn）線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生（shēng）產的衝壓設備，每生產一件工（gōng）件（jiàn）需加（jiā）一張薄膜，影響生產（chǎn）效（xiào）率，此方法一般成本也很高，還會（huì）產（chǎn）生大（dà）量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用（yòng）此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場（chǎng）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（gōng）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、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對（duì）接觸副性（xìng）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（fǎ），也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹（āo）模材料入手解決工（gōng）件的拉（lā）傷問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材（cái）料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材（cái）料成本高，不易加工，對於較大型的模（mó）具，由於燒製大型硬質合（hé）金塊較困難，即使燒製成功，加工過程（chéng）中也有可能出現開裂，成材率（lǜ）低，有（yǒu）些幾乎難以成形。此外硬（yìng）質（zhì）合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其（qí）小心，稍有不慎就有可能（néng）出現崩塊或開裂而報（bào）廢。另外，由於（yú）硬（yìng）質合金的（de）組（zǔ）織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的（de）粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度（dù）很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹（āo）模表麵形成（chéng）凹凸不平，如此生產出來的工件表麵（miàn）也會出（chū）現拉痕，此時需對（duì）模具凸（tū）、凹模表麵進行（háng）研（yán）磨拋光後方可進行再生（shēng）產。采用合適的銅基合金也可解（jiě）決工件的拉（lā）傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現磨（mó）損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比（bǐ）較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄（zhù）鐵，鑄鐵隻能減輕工件的（de）拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底（dǐ）解決拉傷問題需輔（fǔ）以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製（zhì）作的模（mó）具往往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修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（tū）、凹模進行表麵超硬化（huà）處理是解決工件表（biǎo）麵拉傷問題經濟而有（yǒu）效的（de）方法。表麵處理方法（fǎ）有多種，比（bǐ）較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處理方（fāng）麵有（yǒu）各類滲（shèn）氮、滲硼、滲硫等；表麵超（chāo）硬化處理方麵有化（huà）學氣相沉（chén）積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電鍍、化（huà）學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方（fāng）法，在工件表麵（miàn）形成合金鍍層，工藝不同（tóng）。合金鍍層性（xìng）能各異。就耐磨抗（kàng）咬合用（yòng）途，目前應用較多的是鍍（dù）硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍鎳鎢合（hé）金等。對於成形（xíng）負荷（hé）較輕或大型（xíng）模具采用這些方法有時可以取得一定的（de）效果。這類表麵處理存在的問題是（shì）一方麵由於表麵（miàn）硬化層的硬度較低，容易（yì）出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍（dù）層（céng）與基體材料機械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或（huò）某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工（gōng）件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和（hé）組織結構，並賦予工件不同（tóng）的物理、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分（fèn）類為：各種滲（shèn）碳（tàn）、各種滲氮（dàn）、各種氮碳或碳氮共滲（shèn）、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各（gè）種金屬等。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（cǎi）用合適的模具材（cái）料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有（yǒu）較常規鋼製模（mó）具高得多的（de）抗拉傷性能。在缺乏其他（tā）表麵處理工藝（yì）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（xìng）能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右（yòu）)，其耐磨性有限，而化合物層一旦（dàn）磨損（sǔn），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（zú）生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性（xìng）較高，但依據經驗，滲硼質量的（de）穩定性和滲硼工件（jiàn）變形較大以及滲硼層抗拉（lā）傷性能較差是製約該技術在成（chéng）形類（lèi）模（mó）具上應用的（de）幾個重要因（yīn）素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好（hǎo）的效果，但對於負荷（hé）較（jiào）大的成（chéng）形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是（shì）指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相（xiàng）沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾（jǐ）種表麵處理的共同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證（zhèng）明，化學氣相（xiàng）沉積(O／D)、"ID覆層處（chù）理技術是（shì）目前解決工（gōng）件拉傷效果最（zuì）好的方（fāng）法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬（yìng）度（dù）也（yě）可（kě）達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷性能，但（dàn）由於其膜（mó）基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過（guò）甲j脫落，發揮不出表麵（miàn）超硬（yìng）化層的性能特點，因此（cǐ）這兩（liǎng）種方法除在載（zǎi）荷較小的情況下有可能具有（yǒu）效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化（huà）鈦（tài）c)或碳氮化鈦( )之（zhī）類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜（mó）基結合力很高，具有比一般模（mó）具材料或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍（bèi）至（zhì）幾十倍地提（tí）高模具的使用壽命（mìng）。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需（xū）另（lìng）外重（chóng）新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會（huì）遭受破壞．嚴（yán）藿製約了其在（zài）鋼模上的應甩（shuǎi），而主要應用（yòng）於（yú）硬質合金等無（wú）相變的材料。此外．CVD處（chù）理過程中的排放物對環境汙染較大（dà）。"ID覆層處理國（guó）內又（yòu）名熔鹽滲金屬、滲釩等（děng）。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵（miàn）形成一層數微米至數十微米的（de）碳化釩覆層。

"ID覆（fù）層處理的主要特點是：

①覆層硬度高．硬（yìng）度可（kě）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（kuò）散形成（chéng）的，所以覆層（céng）與基體具有冶金結合，這（zhè）一點在成形類模具上的應用極其重（chóng）要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一點（diǎn）特別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可以（yǐ）重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具（jù）上采用該技術具有其他表麵處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（guǒ）。由於ID覆層處理（lǐ）技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技（jì）術（shù）在日本、美（měi）國等都已得到廣泛（fàn）的應（yīng）用 國內70年代（dài）即已開始研（yán）究該技（jì）術．到目（mù）前已有數十家單位對該技術（shù）進行（háng）過（guò）研究。通過十（shí）餘（yú）年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要（yào）求．並已成功應用到汽（qì）車、家電、五餘製管（guǎn）、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥（gǔn）壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶金（jīn）等類模具上，取得了（le）極優的使用效果（guǒ）。綜上所（suǒ）述，解決工件（jiàn）及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題的（de）方法很多，對於具體的（de）個案，應根據工件和載荷大（dà）小、生產批量、被加工材（cái）料的（de）種類等情（qíng）況選擇（zé）相應的方法。在所有解決拉傷問題的方（fāng）法中，以采用硬質合金（jīn）為模具材料（liào）和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理（lǐ）為最好（hǎo）。其（qí）中又以"ID覆層處理性價比最高（gāo）。

總（zǒng）之：工件（jiàn）拉傷問題是粘著磨損的結果，解決工（gōng）件拉傷問（wèn）題的方法較多，應根據具體（tǐ）情況予（yǔ）以選擇。一般情況下．采用（yòng）硬質合金為（wéi）模具材料，對模具凸（tū）、凹模表麵進（jìn）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（biǎo）麵拉傷問題最有效最經濟的（de）方法。