​五金模具拉傷的原因及解決措施

工（gōng）件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵（miàn）的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模（mó）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凸、凹模（mó）表麵形（xíng）成機械的磨損，解決（jué）方法是對（duì）模具凸、凹模表麵（miàn）進行仔細研（yán）磨加工（gōng），並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成（chéng）的拉傷，也是（shì）生產中最常見的又不容易解決的一（yī）種（zhǒng）狀況，以下詳細分（fèn）析粘著磨損的產生及減少粘著（zhe）磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉（lā）傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸（chù）副的性質作為出發點。

以下就構成此對接觸副的三方，即（jí）被成形工（gōng）件的原材料方麵（miàn）、工（gōng）件與模具之間、模具方麵分別予以分（fèn）析（xī）。

1. 通過對原材料進（jìn）行表麵處理（lǐ），如對原材料進行磷化、噴（pēn）塑或其他表麵（miàn）處理（lǐ），使被成（chéng）形材料表麵形成一層（céng）非金屬膜層，可以大（dà）大減輕或消（xiāo）除（chú）工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另外的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（yīng）用卻很少（shǎo）。

2.在模具（jù）與成形材料之間加一層PVC之類的薄（báo）膜，有時也（yě）可（kě）以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連（lián）續（xù）供（gòng）給薄（báo）膜，而對於周期生產的衝（chōng）壓設備，每（měi）生產一件工件需（xū）加一張薄膜，影響生（shēng）產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大（dà）量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方法是可取的。在一些成（chéng）形（xíng）負荷很小的場合（hé），有時通過添加潤（rùn）滑油或加（jiā）EP(極壓)添加劑的潤（rùn）滑油（yóu）就可以解決工件（jiàn）的拉傷問題。

3. 模具（jù）方麵通過改（gǎi）變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進（jìn）行表麵處理（lǐ），使被成形材料與凸、凹模這對接（jiē）觸副性（xìng）質發（fā）生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模（mó）材料入手解決工件的拉傷問題，可（kě）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（de）問題（tí）是材料成本高（gāo），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，即使燒製成（chéng）功，加工過程中也有可能出現開裂（liè），成材率低，有些幾乎難以成形。此外（wài）硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小（xiǎo）心，稍有不慎就（jiù）有可能出現（xiàn）崩塊或開裂而報廢。另外（wài），由於硬質合金的組織結（jié）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（kē）粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬（yìng）度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會（huì）出現拉痕，此時（shí）需對模（mó）具凸（tū）、凹模（mó）表（biǎo）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解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般（bān）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（dī）。對於較大型（xíng）的模具，如汽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（jiàn）的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲（shèn）氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製（zhì）作的模具往往壽命（mìng）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（chù）理（lǐ）。

（2）通過對模具進行（háng）表麵處理特別是對模具凸、凹模進行（háng）表（biǎo）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（duō）種，比較（jiào）常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳（niè）磷、刷鍍（dù）特種合金等；化學熱處理方麵有各（gè）類滲（shèn）氮、滲（shèn）硼、滲硫等；表麵（miàn）超硬化處理（lǐ）方麵有化學氣（qì）相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積（jī）(PvD)、"ID覆層處理。電（diàn）鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工（gōng）藝不同。合金（jīn）鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍（dù）鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或（huò）大型模具采用這些方法有時可（kě）以取得一定的效果。這（zhè）類表（biǎo）麵處理（lǐ）存在的問（wèn）題是一方麵由於（yú）表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合（hé），在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會（huì）剝落，而鍍層一（yī）旦（dàn）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素的介質中加熱保（bǎo）溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工（gōng）件表麵，然（rán）後以適當的方式（shì）冷卻，從而改變了工件表麵的（de）成分和組織結構，並賦予工件不同的物（wù）理、化學和機械性能。化學熱處（chù）理（lǐ）的（de）種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種（zhǒng）滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲（shèn）硫、滲鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種（zhǒng）金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用（yòng）的是（shì）：滲碳、滲氮、滲硼、滲（shèn）硫幾種。

采用合適的（de）模具材（cái）料輔以滲氮、滲硼等化學（xué）熱處理往往（wǎng）具有較常規鋼製模具（jù）高得多的抗拉傷性（xìng）能。在缺乏（fá）其他表麵處理工藝方法的情況下，這（zhè）不（bú）適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就（jiù）滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且（qiě）化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有（yǒu）限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn），所（suǒ）以在大批量生產過程中滲（shèn）氮處理往往還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定（dìng）性和滲硼工件變（biàn）形較（jiào）大以及滲硼層抗（kàng）拉傷（shāng）性能較差是製（zhì）約該技術在成形類（lèi）模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高的減（jiǎn）牽陛能，在一些場合也（yě）取得了較好（hǎo）的效果（guǒ），但對於負荷較大的成形類模具，效（xiào）果有限。表麵（miàn）超硬（yìng）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（chén）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（miàn）形成（chéng）2 000 HV以上的硬化（huà）層，並具（jù）有極（jí）高的（de）耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化（huà）學氣相沉（chén）積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決（jué）工件拉傷效果最好的方法。而經物（wù）理氣相沉積(PVD)和物理化學（xué）氣相沉積(PCVD)的工（gōng）件，雖然其表麵硬度也可（kě）達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表（biǎo）麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理（lǐ）差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化（huà）層的性能特點（diǎn），因此這兩種（zhǒng）方法除在載荷（hé）較小的情況下有可（kě）能（néng）具有效果（guǒ）J'l、，一般的成形類模（mó）具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相（xiàng）沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳（tàn）氮（dàn）化鈦（tài）( )之類的材料、具有極高（gāo）的（de）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（bì）能。能夠數倍至（zhì）幾十倍（bèi）地提高模具的（de）使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件（jiàn）變形大（dà）．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層（céng）在（zài）空氣中於400～500℃以上的溫度下加（jiā）熱會（huì）氧化．因（yīn）此（cǐ）後續（xù）工序要求嚴（yán）格，稍有不慎（shèn），表麵硬化層就會遭（zāo）受（shòu）破壞．嚴藿製約了其在鋼模（mó）上的應甩（shuǎi），而主要應用於（yú）硬質合金（jīn）等無相（xiàng）變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國（guó）內又（yòu）名熔鹽滲金屬、滲（shèn）釩等。其原理是通過熱擴散作用（yòng）於（yú）工件表麵（miàn）形成一層數微米至數十微米的碳（tàn）化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點（diǎn）是：

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

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（yīng）用極其重要；

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

大量的實踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其他表（biǎo）麵處理無法（fǎ）比擬的使用效果，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（de）設備相對而言比較簡單，成本較（jiào）低．無公害，目前該技術在日本、美國（guó）等都已得到廣泛的應用 國（guó）內70年（nián）代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生（shēng）產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等（děng）行（háng）業的拉伸、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（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方（fāng）法很多（duō），對於具體（tǐ）的個案，應根據（jù）工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問（wèn）題（tí）的方法中，以采用硬質合金為模（mó）具材料和對模具凸、凹（āo）模表麵進（jìn）行化學氣相沉（chén）積(CVD)、TD覆層處（chù）理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比（bǐ）最高。

總（zǒng）之：工件拉傷問（wèn）題是粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題的方法較多，應根據具體情況予以選擇。一般（bān）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（jué）工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有（yǒu）效（xiào）最經濟的方法。