五金模具拉傷的（de）原因及解決（jué）措施

工件成形過程中（zhōng）拉傷產生的原因主要有（yǒu）以下兩種（zhǒng）：

一是由於模具凸、凹模（mó）表麵的（de）宏觀機械凹凸不平或被成形材（cái）料與模具凸、凹模表（biǎo）麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模（mó）表麵形（xíng）成機（jī）械的磨損，解決方法是對模具凸（tū）、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的（de）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的拉傷，也（yě）是生產（chǎn）中最常見的又不容易解決（jué）的一種狀況，以下詳細分（fèn）析粘著磨損的（de）產生（shēng）及減少（shǎo）粘著磨損的一（yī）些基本措施。解決模具及工件成形過程中（zhōng）的拉傷問題應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變（biàn）接觸副的性質作為出發點。

以（yǐ）下（xià）就構成此對接觸副的三方，即被成形工件（jiàn）的原材料方麵、工件與模（mó）具之間、模具方（fāng）麵分別（bié）予以分析。

1. 通過對原材（cái）料進行表麵處理，如對原材料進行磷化（huà）、噴塑或其他表麵處理，使（shǐ）被成形材（cái）料（liào）表麵形成一層非金屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法（fǎ）往往成本較高，並需要添加另外的生（shēng）產設備和增（zēng）加生產工序，盡管（guǎn）這種方法有時（shí）有些效果，實際生產中應用卻（què）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（tí）。對於生產線，通過（guò）機構可以達到（dào）連（lián）續供給薄膜，而對於周期（qī）生產的衝壓設備，每生產一件工件需加（jiā）一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還（hái）會產生大量廢料，對於（yú）小批量的大型工件的生產采用此種方（fāng）法是可取（qǔ）的。在一（yī）些成形負荷很小的場合，有時（shí）通（tōng）過添加潤滑油或（huò）加EP(極壓)添加（jiā）劑的潤滑油就可以（yǐ）解決工件的拉傷（shāng）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（chù）理，使被（bèi）成形材料（liào）與凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表（biǎo）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（tū）、凹（āo）模材料（liào）入手解決工件的（de）拉傷（shāng）問題，可以采用硬質合金，一般情況下（xià），由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很高，存在的問題是材料成本高，不（bú）易加（jiā）工，對（duì）於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現（xiàn）開裂，成材率低，有（yǒu）些幾乎難以成形。此外硬質合金（jīn）性脆，搬運、安（ān）裝使用過程中都要極其（qí）小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂（liè）而報廢。另外（wài），由於硬質合金的（de）組織結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，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優（yōu）先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不（bú）平（píng），如此生（shēng）產出來的工件表麵也會出現拉痕，此（cǐ）時需對模具凸、凹模（mó）表麵進行研磨拋光後方可進行（háng）再生（shēng）產。采用合適的銅基合金也可解決（jué）工（gōng）件的拉傷問（wèn）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（qíng）況下，這種材料的（de）性價比（bǐ）較低。對於較大型的模（mó）具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵（tiě），鑄鐵隻能減輕工件的拉（lā）傷，無法消（xiāo）除拉（lā）傷問題，要徹底解（jiě）決拉傷（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此（cǐ）製作（zuò）的模具往往壽命比較（jiào）短，在（zài）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（tè）別是對（duì）模具凸、凹模進行表麵超硬（yìng）化處理是解決工件表（biǎo）麵拉傷問題經濟（jì）而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有（yǒu）鍍（dù）硬（yìng）鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特（tè）種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲（shèn）硫等；表麵超硬（yìng）化（huà）處（chù）理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學（xué）氣（qì）相沉積(PvD)、"ID覆（fù）層處理。電鍍、化學鍍（dù）、刷鍍是（shì）通過（guò）電化學或（huò）化學反應的方法，在工件（jiàn）表麵形成合金鍍（dù）層，工藝不同。合金鍍（dù）層性（xìng）能各異。就耐磨抗（kàng）咬合（hé）用途，目前應用較多的是鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳（niè）鎢合（hé）金等。對於成形負荷較（jiào）輕或大型（xíng）模具采用（yòng）這些方法（fǎ）有時可以取（qǔ）得一定的效果。這類表（biǎo）麵處理存在的問題是一方麵由於（yú）表麵硬化層的（de）硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨（mó）損，拉傷又會（huì）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剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學（xué）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溫，通過工件與介質的（de）物理化學作用，將這種或這幾種元素（sù）滲入工件表麵，然後以適當的（de）方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予（yǔ）工件不同的物理（lǐ）、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（lèi）為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁（lǚ）、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用（yòng）的是：滲碳（tàn）、滲（shèn）氮（dàn）、滲硼、滲硫幾種。

采用合（hé）適（shì）的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理（lǐ）往往具（jù）有較（jiào）常規鋼製模具高得多（duō）的抗拉傷性能（néng）。在缺乏其他表麵處理工藝方（fāng）法的情況下，這不適為（wéi）一種較好（hǎo）的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮（dàn）的（de）化合物層（céng）具（jù）有很（hěn）高（gāo）的（de）抗拉傷性能，但由於其硬（yìng）化效果有限(一般l200Hv以（yǐ）下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化（huà）合物層一旦磨損，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（fǎ）滿足生產（chǎn）要求。就滲（shèn）硼工藝而言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但（dàn）依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大以及滲硼層抗拉傷性能較差是製約該技術在成形（xíng）類模具上應用的幾個重要因素。滲（shèn）硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但（dàn）對於負荷較大（dà）的成形類（lèi）模具，效果有限。表麵超硬化處理是（shì）指（zhǐ）化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物（wù）理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾（jǐ）種（zhǒng）表麵處理的共同特（tè）點是都可（kě）以在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能。實（shí）踐證明，化學氣相沉積（jī）(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經（jīng）物理氣相（xiàng）沉積(PVD)和物理化學氣（qì）相沉積(PCVD)的（de）工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高（gāo），表麵硬化層也（yě）具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於（yú）其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下（xià）有可能具有效果J'l、，一般的成形類模具（jù）很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或（huò）碳氮（dàn）化（huà）鈦( )之類的材料、具有極高的硬（yìng）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（gāo）得多的耐磨、抗拉（lā）份陛能。能夠數倍至幾十倍地（dì）提高模（mó）具的使用壽命。其缺點是處（chù）理溫度高．工（gōng）件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中（zhōng）於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）會氧化（huà）．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭（zāo）受破（pò）壞．嚴藿製約了其（qí）在鋼模上的應甩，而主要應用於硬（yìng）質合金等無（wú）相變的材料（liào）。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、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至數十微米的（de）碳化釩覆層。

"ID覆層處理（lǐ）的主要特點是：

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

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶金結（jié）合，這一點在成（chéng）形類模具上（shàng）的應用極其重要；

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

大量的實踐證明。在成形類模具上采用（yòng）該技術具有其他表麵處理無法比（bǐ）擬的（de）使用效果，在一些場合（hé）具有（yǒu）比（bǐ）硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理（lǐ）技術的設備相對而言比較（jiào）簡單，成本較低．無公害，目前該技術在日本、美國（guó）等都已得到（dào）廣（guǎng）泛的應（yīng）用 國內70年代（dài）即已開始研究該技術．到目（mù）前已有數（shù）十家單位對該技術進行（háng）過（guò）研（yán）究。通過十餘年的（de）科研和實（shí）踐．已（yǐ）使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車（chē）、家電、五餘製管、冶金等行業的（de）拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成（chéng）形、冷鐓、粉末冶金（jīn）等類模具上，取得了極優的使用效果。綜（zōng）上所述（shù），解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題的方法很多，對於具體的個案，應根（gēn）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相應的（de）方法。在所（suǒ）有解（jiě）決拉傷問題的方法中，以采用硬質合金為模具材料和（hé）對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最（zuì）好。其中又以（yǐ）"ID覆層處理性價比最高。

總（zǒng）之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題（tí）的方法較多，應（yīng）根據具體情況予以選擇。一般情（qíng）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（chén）積和TD覆層處理足解決工件及（jí）模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。