​五金（jīn）模具拉傷的（de）原因及解決措施

工件成形過程中拉（lā）傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於（yú）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具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質（zhì）顆粒，都會在工件表麵或模（mó）具凸、凹模表麵形成（chéng）機械的磨損（sǔn），解決方法是對模（mó）具凸、凹模表麵進行仔細研磨加工，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（zhe）磨損而形成的拉傷，也是生產中（zhōng）最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析（xī）粘著磨（mó）損的產生及減少粘著磨損的（de）一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷（shāng）問題應依（yī）照減小粘（zhān）著磨損的基本原則，通（tōng）過改變接觸副的性（xìng）質作為出發點。

以下就構成此對接觸副（fù）的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與（yǔ）模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原（yuán）材料進行表麵處（chù）理（lǐ），如對原材料進行磷化、噴塑或（huò）其他（tā）表（biǎo）麵（miàn）處理，使被成形材料表（biǎo）麵形成一層非金屬膜層（céng），可以大大減輕或消除工件（jiàn）的拉（lā）傷，這種方法往往（wǎng）成（chéng）本較高，並需要添加另外的生產（chǎn）設備和（hé）增加生產工（gōng）序，盡（jìn）管這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類（lèi）的薄膜，有時也可以（yǐ）解決工件的拉傷問題。對於生（shēng）產線，通過機構可以達到連續（xù）供給薄膜，而對於周期生產的（de）衝（chōng）壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率（lǜ），此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對（duì）於小批量的大型工件（jiàn）的生產采用（yòng）此（cǐ）種方法（fǎ）是可（kě）取（qǔ）的。在一些成形負荷（hé）很（hěn）小的場合，有時通過添加潤滑油或（huò）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（jìn）行表麵處理，使被成形（xíng）材料與凸（tū）、凹模這對（duì）接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解（jiě）決拉傷問題經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的（de）方法（fǎ）。

（1）從模具凸、凹（āo）模材料入（rù）手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能（néng）很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對（duì）於較大型（xíng）的模（mó）具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒（shāo）製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成（chéng）材率（lǜ）低，有些幾（jǐ）乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開裂而報（bào）廢。另（lìng）外，由於硬質合金的組織結（jié）構是（shì）由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結（jié）相鈷所組成，硬（yìng）質碳（tàn）化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能（néng）很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中（zhōng）鈷相會（huì）優先磨損（sǔn），使凸、凹模表麵形（xíng）成凹凸不平，如此生（shēng）產出來的工件表麵也會出現拉痕，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨（mó）拋光後方可進行再（zài）生產。采（cǎi）用合適的銅基合金也可解決（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（chāo）差，在大批量生產的（de）情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如（rú）汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄（zhù）鐵（tiě），鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無（wú）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。但如此製作的模具往往壽（shòu）命比較短，在使用一段時（shí）間後，如（rú）出（chū）現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對（duì）模具進行表麵處理特別是對模具凸（tū）、凹模進（jìn）行表（biǎo）麵超（chāo）硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而（ér）有（yǒu）效的方法。表麵處理方法有多種（zhǒng），比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處理方麵有各類滲（shèn）氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相（xiàng）沉積(CVD)、物（wù）理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積（jī）(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學（xué）鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法（fǎ），在工件表（biǎo）麵（miàn）形成合金鍍層，工藝不同（tóng）。合（hé）金鍍層性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應（yīng）用較（jiào）多的是鍍硬（yìng）鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳（niè）鎢合金等。對於成（chéng）形負荷較輕（qīng）或大型模具采用這些方法（fǎ）有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低，容易出現磨（mó）損，而鍍層一（yī）旦磨損，拉傷又會（huì）出現。另（lìng）一方（fāng）麵，鍍（dù）層與（yǔ）基體材料機械結合，在負荷較大的場合，有時（shí）使用幾（jǐ）次鍍層就會剝落，而鍍層一旦（dàn）剝落，其功效也就失去。化學熱處理是將工件（jiàn）放（fàng）入含某種或某幾（jǐ）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（zhè）種或這幾種（zhǒng）元素滲入工件（jiàn）表麵（miàn），然後以適當的方式冷卻，從而改變（biàn）了工件表麵的成（chéng）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、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐（nài）磨、減摩、抗拉傷（shāng）為目的（de）的化學熱處理目前常用（yòng）的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫（liú）幾種（zhǒng）。

采用合適的模具材料輔以滲氮、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（miàn）處理工藝方（fāng）法的情況下，這不適為一種較好的（de）選擇，也（yě）是（shì）較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由（yóu）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，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產（chǎn）過程中滲氮處理往（wǎng）往還無法（fǎ）滿足生產要求。就（jiù）滲硼工藝而言，其硬化層（céng）硬度可達（dá）1800 HV，耐磨性較（jiào）高，但依據經驗（yàn），滲硼質（zhì）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類模具上應用（yòng）的幾個重要因（yīn）素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一些（xiē）場合也（yě）取得了較好的效（xiào）果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬（yìng）化處理是指化學氣相沉積（jī）(L、，D)、物（wù）理氣（qì）相沉積(Ev'D)、物（wù）理化學氣相沉積(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（yìng）化層，並具有極高的耐磨抗咬合（hé）等性能。實踐（jiàn）證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決（jué）工件拉（lā）傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖（suī）然其表麵硬度也可達到（dào）2 000-3 000 HV，甚至更高，表（biǎo）麵硬化層也具有極高（gāo）的耐磨（mó）、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力（lì）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（hé）較小的情況下有可（kě）能具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有（yǒu）滿意的效果。

（3）化學（xué）氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的（de）材料、具有極（jí）高的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上（shàng）)，加（jiā）上其膜基結合力很高，具（jù）有比一般模具材料（liào）或經其他表麵處理後高得（dé）多的耐磨、抗拉份陛（bì）能。能夠數倍（bèi）至幾十倍地提高模（mó）具的使（shǐ）用壽命。其缺點是處理溫（wēn）度高．工件變形大．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於400～500℃以上的溫度下（xià）加（jiā）熱（rè）會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不（bú）慎，表麵硬化（huà）層（céng）就（jiù）會遭（zāo）受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用（yòng）於硬（yìng）質合金（jīn）等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較（jiào）大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬（shǔ）、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵（miàn）形成一層數（shù）微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層（céng）處理的主要特點是：

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

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

③ID覆層處理後可以直接進行（háng）淬火．這一點特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（jiàn）證明。在成形（xíng）類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用效果（guǒ），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（hài），目前該技術在日本、美國（guó）等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該（gāi）技術．到目（mù）前已有（yǒu）數十家單位對該技術進行過研究。通過（guò）十餘年的科研和實踐．已使該技術達（dá）到長期穩定（dìng）生產（chǎn）的要求．並已成功應用到汽車、家（jiā）電、五餘製（zhì）管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶（yě）金等類模（mó）具上，取得了極優的（de）使用效果。綜上所述，解（jiě）決工（gōng）件及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題的方法很多，對於具體的（de）個案（àn），應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情（qíng）況選擇（zé）相應的（de）方法。在所有（yǒu）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覆層（céng）處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題的方法較（jiào）多，應（yīng）根據具體情（qíng）況（kuàng）予以選擇。一般情況（kuàng）下（xià）．采用（yòng）硬質合金為模（mó）具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方（fāng）法。