五金模具拉傷的（de）原（yuán）因及解（jiě）決措（cuò）施

工件成形過程中（zhōng）拉傷（shāng）產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸（tū）不平或（huò）被成形（xíng）材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其（qí）他硬質顆粒，都會（huì）在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決（jué）方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨（mó）加工，並加強生產環境的（de）管理（lǐ）。

二是由（yóu）於工件表麵與（yǔ）模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷（shāng），也是生產中最（zuì）常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的（de）產生及減少（shǎo）粘著（zhe）磨損的一些基（jī）本措施。解（jiě）決模具及工件成形過程（chéng）中的拉傷問題應依照（zhào）減小（xiǎo）粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出（chū）發點。

以下就（jiù）構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原（yuán）材料方（fāng）麵、工件與模（mó）具之間（jiān）、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材（cái）料（liào）進行表麵處理，如對原（yuán）材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被（bèi）成形材料表（biǎo）麵（miàn）形成一層非金屬膜層，可以（yǐ）大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法（fǎ）往（wǎng）往成（chéng）本較高，並需要（yào）添加另外的生產設（shè）備和增加生產工序，盡管這種方法有時有些（xiē）效果，實際（jì）生（shēng）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（yě）可以解決工件（jiàn）的拉傷（shāng）問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供（gòng）給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工（gōng）件需加一張（zhāng）薄膜，影響生產效率，此方法一般（bān）成本也（yě）很高，還會產生大量廢料，對於小批（pī）量（liàng）的大型工件的生產采用此種方法是可（kě）取的。在一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、凹模材料或對模具凸、凹模進行表（biǎo）麵（miàn）處理，使（shǐ）被成形材料與凸、凹模這對接觸副（fù）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（qián）廣泛采用的方法。

（1）從模具（jù）凸、凹模材料入手（shǒu）解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一（yī）般情況下，由這種（zhǒng）材料（liào）製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能（néng）很高，存在的問題是材料成本高，不易加（jiā）工，對於較大型的模具，由於（yú）燒製（zhì）大型硬質合金塊較困難，即使燒製成（chéng）功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎（hū）難以成形。此外硬質合金性脆（cuì），搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就（jiù）有可能出（chū）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鎢顆粒和（hé）軟的粘結相鈷（gǔ）所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很（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先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生（shēng）產出來（lái）的工件表麵也會出現拉痕，此時需對（duì）模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用（yòng）合適的銅基合金也（yě）可（kě）解決（jué）工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬（yìng）度較低，易出現磨損超（chāo）差（chà），在大批量生產的情況下（xià），這種材料的性價比（bǐ）較低。對（duì）於較（jiào）大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模（mó）具，大量采用了合金鑄鐵（tiě），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需輔以滲氮，鍍（dù）硬鉻等表麵處理。但如此製作的模（mó）具（jù）往往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現（xiàn）拉傷，又需修模（mó）並重（chóng）新進行表麵處理。

（2）通過對（duì）模具進行表麵處理（lǐ）特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工（gōng）件表麵（miàn）拉傷問題經濟而有（yǒu）效的方法。表麵處理方（fāng）法有多（duō）種，比較（jiào）常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳磷（lín）、刷（shuā）鍍特種（zhǒng）合金等；化（huà）學（xué）熱處理方麵有（yǒu）各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉積(VVD)、物理化學氣相（xiàng）沉（chén）積(PvD)、"ID覆層處理。電（diàn）鍍、化學鍍、刷鍍是（shì）通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形（xíng）成（chéng）合金鍍（dù）層，工藝不同。合金鍍層性能各（gè）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（jīn）等。對於成形負荷較輕或大型（xíng）模具采用這些方法有（yǒu）時可（kě）以取得一定的（de）效果。這類表麵（miàn）處理存在的（de）問題是（shì）一方麵由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，鍍層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（huì）剝落（luò），而鍍（dù）層一旦剝落，其功效也就失（shī）去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元（yuán）素的介質中加熱保溫，通過工件與（yǔ）介（jiè）質的物理化學作用（yòng），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（le）工件表麵的（de）成分和組織結構，並賦予（yǔ）工件不（bú）同的物理、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類為：各種滲（shèn）碳（tàn）、各種滲（shèn）氮、各種氮碳或（huò）碳氮（dàn）共滲（shèn）、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲（shèn）其他各種（zhǒng）金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為（wéi）目的的化（huà）學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲（shèn）硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以（yǐ）滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製（zhì）模具高得（dé）多的抗拉傷（shāng）性能（néng）。在缺乏其他表（biǎo）麵處理工藝方法的情（qíng）況下，這不適（shì）為一種較好的（de）選（xuǎn）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（yǒu）很（hěn）高的抗拉（lā）傷性能，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)，其耐磨性有限，而化合物層（céng）一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生（shēng）產過程中滲氮處理往往還無（wú）法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件（jiàn）變形較大以及滲硼層抗拉傷（shāng）性能較差是製約該（gāi）技術在成形類模具上（shàng）應用的（de）幾個重要（yào）因（yīn）素。滲硫技術具有（yǒu）較高的減牽陛能，在一些（xiē）場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成（chéng）形類（lèi）模具，效果有限（xiàn）。表（biǎo）麵超硬化處理是指化學（xué）氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積（jī）(PVD)、"]-l-J覆層處（chù）理（lǐ）。這幾種（zhǒng）表麵處理的共同特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上（shàng）的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬（yǎo）合等性能。實踐證明，化學氣（qì）相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前（qián）解決工件拉傷效（xiào）果最好的方（fāng）法。而經物（wù）理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表（biǎo）麵硬度也（yě）可（kě）達到（dào）2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層（céng）也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點（diǎn），因此這（zhè）兩種方法（fǎ）除在載荷較小（xiǎo）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效（xiào）果（guǒ）。

（3）化（huà）學（xué）氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳（tàn）氮化（huà）鈦( )之類的材料、具（jù）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或經其他表麵處理後高得多的耐磨（mó）、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模（mó）具的使用壽命。其缺點（diǎn）是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需（xū）另外重新加熱淬（cuì）火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下（xià）加熱（rè）會氧化．因此後續工（gōng）序要求嚴格，稍有不慎，表（biǎo）麵硬化層就會（huì）遭（zāo）受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應（yīng）用於硬質合金等無相變的材料。此（cǐ）外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"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（rè）擴（kuò）散作用於工件表麵形成一層數微米（mǐ）至數十微米的碳（tàn）化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度（dù）高．硬度可（kě）達3000I-IV左右．具有極高的（de）耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由（yóu）於是通（tōng）過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶（yě）金結合，這一點在成形類模具上的應用（yòng）極其重（chóng）要；

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

大量的實（shí）踐證明。在成形（xíng）類模具上采用該技術（shù）具有其他（tā）表麵處理無法比擬的使用效（xiào）果，在一些場（chǎng）合具有比硬質合金更（gèng）好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無（wú）公害，目前該技術在（zài）日本、美國等（děng）都已得（dé）到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究（jiū）該技術．到目前（qián）已有數（shù）十家單位對該技術進行（háng）過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術（shù）達（dá）到長期穩定生（shēng）產的要求．並已成功應用到汽車、家（jiā）電、五餘製管、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所（suǒ）述，解決工件及模具（jù）凸、凹模表麵拉（lā）傷問題的方法很多，對於具體的個案，應（yīng）根據工件和載荷大（dà）小、生產批量、被加工材料的種類（lèi）等情況選擇相應的方法。在所有解決（jué）拉傷（shāng）問題的方法（fǎ）中，以采（cǎi）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（xiàng）沉積(CVD)、TD覆層處（chù）理為最好。其中（zhōng）又以"ID覆層處理性（xìng）價比最高。

總（zǒng）之：工件拉傷問題是粘著磨（mó）損的結果，解決工件拉（lā）傷問題的方法較多，應根據具體情（qíng）況予以選擇（zé）。一般情況下．采用硬質合金（jīn）為模具（jù）材料，對模具凸、凹模（mó）表麵（miàn）進行化學氣相沉積和（hé）TD覆層處理足解決工件及（jí）模具（jù）凸、凹模表（biǎo）麵拉傷問題最有效（xiào）最（zuì）經濟的方法。