五金模具拉傷（shāng）的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生（shēng）的原（yuán）因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模（mó）表麵的宏觀機械凹凸不平或被成（chéng）形材料與模具凸、凹（āo）模表麵之間夾雜其他硬（yìng）質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵（miàn）形成機械的磨損（sǔn），解決方法是對模具凸、凹模表麵進（jìn）行仔細研（yán）磨加工，並加強生產環境的管理。

二是（shì）由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形（xíng）成的拉傷，也是生產中最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產生及減（jiǎn）少粘（zhān）著磨損的一些基本措施。解決模具及（jí）工（gōng）件成形過程中（zhōng）的拉傷問題應依照減（jiǎn）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。

以下就構成此對接觸副的三方，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（tōng）過（guò）對原（yuán）材料進行表麵處理（lǐ），如對原材料進行磷化（huà）、噴塑或（huò）其他表麵處理，使（shǐ）被成形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消（xiāo）除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加（jiā）另外的（de）生產設備和增加生產工（gōng）序，盡管這種方（fāng）法（fǎ）有時有些效（xiào）果，實際生產中（zhōng）應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給薄膜（mó），而對於周期生產的衝（chōng）壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般（bān）成本也很高，還會（huì）產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產（chǎn）采用此種方法是（shì）可（kě）取的。在（zài）一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油（yóu）或加EP(極壓（yā）)添加劑的潤（rùn）滑油就可（kě）以解決（jué）工件（jiàn）的拉傷問題。

3. 模（mó）具方（fāng）麵通過改變（biàn）模具（jù）凸（tū）、凹模（mó）材料或對（duì）模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形材（cái）料與凸、凹模這對接觸副性（xìng）質發生（shēng）改變（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是（shì）目前廣泛采（cǎi）用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件（jiàn）的拉傷問題，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（hěn）高，存在的（de）問題是材料成本高，不易加工，對於較（jiào）大型的（de）模具，由於（yú）燒製大型硬質合金塊較困難（nán），即使燒製成功，加工過（guò）程中也有可能出現開裂，成材率低，有（yǒu）些幾乎難以（yǐ）成（chéng）形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使（shǐ）用過程中都（dōu）要極其小心（xīn），稍有不慎就有可能出（chū）現崩塊或開裂而（ér）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（zǔ）成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合（hé）性能很高，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，使凸、凹模表麵形（xíng）成凹凸不平，如此生產出來的（de）工件表麵（miàn）也會（huì）出現拉痕，此時需對模具凸（tū）、凹模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金也可（kě）解決（jué）工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下（xià），這種材料的性價（jià）比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的（de）成形模具，大量（liàng）采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷（shāng）問題，要徹（chè）底解決拉傷問（wèn）題需輔以滲氮，鍍（dù）硬鉻等表麵處理（lǐ）。但如（rú）此製作的模具往（wǎng）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、凹模進行表麵超硬化（huà）處理是解決工件表麵拉傷（shāng）問題經濟而有效的方法。表麵處理方（fāng）法有多種，比較常用的有：鍍（dù）層方麵有鍍硬鉻、化學（xué）鍍（dù）鎳磷、刷（shuā）鍍特種（zhǒng）合金等；化學熱處理方麵有各類（lèi）滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化（huà）學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合（hé）金鍍層，工藝不同。合金（jīn）鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目（mù）前應用較多的（de）是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等（děng）。對（duì）於成形負荷較輕或大（dà）型模具采用這些方法有時可以取（qǔ）得一定的效果。這類表麵（miàn）處理（lǐ）存在的問題（tí）是一方麵由於（yú）表麵硬（yìng）化層的硬度較低（dī），容易出（chū）現磨損，而鍍層一旦磨（mó）損，拉傷又會出現。另（lìng）一方麵，鍍層（céng）與基體材料（liào）機械結合，在負荷較（jiào）大的場合，有時使（shǐ）用幾次鍍層就會剝落，而（ér）鍍（dù）層一旦剝落，其功效（xiào）也就失去。化學熱處（chù）理是將工件（jiàn）放入含某種或某幾種化學元素的（de）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（zhǒng）元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而（ér）改變了工件表（biǎo）麵的成分和組（zǔ）織結構（gòu），並賦予工件不（bú）同的物（wù）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：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲（shèn）鋁、滲（shèn）鋅、滲其他（tā）各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化（huà）學熱（rè）處理目前常用的是：滲碳、滲氮（dàn）、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材（cái）料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方（fāng）法的情況（kuàng）下，這不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲（shèn）氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效（xiào）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（yī）旦磨損（sǔn），拉傷又會出（chū）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（huà）層硬度可達1800 HV，耐（nài）磨性較高（gāo），但依據經（jīng）驗，滲硼質量的（de）穩定性和滲硼工件變形（xíng）較大以及滲硼層抗拉傷性能較差（chà）是製約該技術（shù）在（zài）成形類模具上應（yīng）用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽（qiān）陛（bì）能，在一些場合也取得了（le）較好的（de）效（xiào）果，但對於負荷較大的（de）成形（xíng）類模具，效果有限（xiàn）。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(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以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。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好（hǎo）的方法。而（ér）經物理氣相（xiàng）沉積(PVD)和物理化學氣相沉積（jī）(PCVD)的工件，雖然其表麵硬（yìng）度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高（gāo）的耐磨、抗拉傷性能，但由於其（qí）膜基結合力（lì）較CYD和（hé）TD覆層處理差距較大，往往在使用（yòng）過（guò）程中（zhōng）過甲（jiǎ）j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層的性（xìng）能特點，因（yīn）此這兩種（zhǒng）方法除在載荷較小的情況下有可能（néng）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c)或（huò）碳氮化鈦（tài）( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上（shàng）其膜基結（jié）合力很（hěn）高，具有（yǒu）比一（yī）般模具材（cái）料或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛（bì）能。能夠數倍至（zhì）幾十倍地提高模（mó）具的使用壽命。其缺點（diǎn）是處理溫（wēn）度高．工件變形大（dà）．上件CVD處理完以後．需另外重新（xīn）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（xù）要求嚴（yán）格，稍（shāo）有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿（huò）製約了其在鋼模上的應甩，而（ér）主要（yào）應用於硬質合金等（děng）無相變的材料。此外．CVD處理（lǐ）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金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴（kuò）散作用於工件表麵形（xíng）成一層數微米至數（shù）十（shí）微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要（yào）特點是：

①覆（fù）層硬度高（gāo）．硬（yìng）度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨、抗拉（lā）傷、耐（nài）蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶金結合，這一點在成形類模具上的應用極（jí）其重要（yào）；

③ID覆（fù）層處理後可（kě）以直接（jiē）進行淬火．這一點特（tè）別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在（zài）成形類模具上（shàng）采用該（gāi）技術具有其（qí）他表（biǎo）麵處理無法比（bǐ）擬的使用效（xiào）果，在一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備（bèi）相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前（qián）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（kāi）始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行（háng）過研究（jiū）。通過十餘年（nián）的科研和實踐．已使該技術達到（dào）長期穩定生產的要求．並已成（chéng）功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行（háng）業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓（yā）成形（xíng）、冷鐓（duì）、粉末冶金等類模具上（shàng），取（qǔ）得了極優的（de）使（shǐ）用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉（lā）傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷（hé）大小（xiǎo）、生產批量（liàng）、被（bèi）加工材料的種類（lèi）等情況選擇相應（yīng）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（fù）層處理為最好。其（qí）中又（yòu）以"ID覆層處（chù）理（lǐ）性價（jià）比最高。

總之：工（gōng）件拉傷問題是粘著磨損的結（jié）果（guǒ），解決工件拉傷問題的方法較多，應根（gēn）據具體（tǐ）情況予（yǔ）以選擇。一般情況下．采用硬質合（hé）金為模具（jù）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方法。