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（zhǔ）要有（yǒu）以下兩（liǎng）種：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）麵的宏觀（guān）機（jī）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（zhì）顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵（miàn）形成機械（xiè）的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行（háng）仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二（èr）是由於工（gōng）件表麵（miàn）與模具凸、凹模表麵粘著（zhe）磨（mó）損而形成的拉傷，也（yě）是生產（chǎn）中（zhōng）最常見的又（yòu）不（bú）容易解決的一種（zhǒng）狀（zhuàng）況（kuàng），以下詳細（xì）分析粘（zhān）著（zhe）磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解（jiě）決模（mó）具及工件（jiàn）成形過程中的拉傷問題應依照減小（xiǎo）粘著磨損的基本原則，通過改變（biàn）接觸（chù）副（fù）的性質作（zuò）為出發點。

以下就構成此對接觸副的三方，即被（bèi）成形工件的原（yuán）材料方麵（miàn）、工件與模（mó）具之間、模具方麵分別予（yǔ）以分析。

1. 通過對原材料進行（háng）表麵處（chù）理，如對原材料進行磷化（huà）、噴塑或其他表麵處（chù）理，使被成形材（cái）料表麵形成一層非金屬膜層，可（kě）以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方（fāng）法往（wǎng）往成本較（jiào）高，並需要添加（jiā）另外的生產設備和增加生產工序，盡（jìn）管這種方法有時有些效果，實際（jì）生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時（shí）也可以解決（jué）工件的拉傷（shāng）問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給薄膜，而對於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響（xiǎng）生產效率，此方法一般（bān）成本也（yě）很高，還會產生（shēng）大量廢（fèi）料，對於小批量（liàng）的大型工件的生產采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時（shí）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（mó）具方麵（miàn）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（chù）理，使被成形材（cái）料與凸、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（de）方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模（mó）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（bān）情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質（zhì）合金塊較困難（nán），即使燒製成（chéng）功（gōng），加工過程中也有可能出現開（kāi）裂，成材（cái）率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆（cuì），搬運、安裝使用過程中都（dōu）要極其小心，稍有不慎就有可能（néng）出（chū）現崩塊或開（kāi）裂而報廢。另外，由於硬質（zhì）合金的組織（zhī）結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢（wū）顆粒的耐磨抗咬合（hé）性能很高，而鈷相由於硬（yìng）度（dù）很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷（gǔ）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，此時需對模具凸、凹模表（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（wèn）題（tí），但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產（chǎn）的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如（rú）汽車（chē）覆蓋件的成形模具（jù），大量采（cǎi）用了合金鑄鐵，鑄鐵隻（zhī）能減輕工件（jiàn）的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底（dǐ）解決拉傷問題需輔（fǔ）以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理（lǐ）。但（dàn）如此製作的模具往往壽（shòu）命（mìng）比較（jiào）短，在（zài）使用一段時間後，如出現拉傷（shāng），又需修模並重新進行表（biǎo）麵處理（lǐ）。

（2）通過對模具進行表麵處理特別（bié）是（shì）對模具凸（tū）、凹（āo）模（mó）進行表麵超硬化處理是解決（jué）工件表麵（miàn）拉（lā）傷問題經濟而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較常用（yòng）的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化（huà）學鍍鎳（niè）磷、刷鍍特種合金等；化學（xué）熱處理方麵（miàn）有各類滲（shèn）氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方（fāng）麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉（chén）積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍（dù）、化學（xué）鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方（fāng）法，在（zài）工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異（yì）。就耐（nài）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大型（xíng）模具采用這些方法（fǎ）有（yǒu）時可以取得一定的效果。這類表麵處理存（cún）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（ér）鍍層一旦磨損，拉傷又會（huì）出現。另一方麵，鍍層與基體材（cái）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（luò），其功（gōng）效也就失去。化學（xué）熱處理是（shì）將工件放（fàng）入（rù）含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通（tōng）過工件與介（jiè）質的物理（lǐ）化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後（hòu）以適當的方式冷卻，從而改變了工件（jiàn）表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的（de）物理、化學和機械性（xìng）能。化學熱處理的種類很（hěn）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、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉（lā）傷為目（mù）的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲（shèn）氮、滲硼等化學（xué）熱（rè）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（biǎo）麵處（chù）理工藝方法的（de）情況下，這不適為（wéi）一種較（jiào）好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言（yán），滲氮的化合物層具有很高的抗（kàng）拉（lā）傷性能，但由於其硬化（huà）效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性（xìng）有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大（dà）批量生產過程中（zhōng）滲氮處理往往還無法（fǎ）滿足生產要求。就滲硼工藝而（ér）言，其硬化層硬度可達1800 HV，耐磨性較（jiào）高，但依據經驗，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（néng）較差是製（zhì）約該技術在成形類（lèi）模具上（shàng）應用的幾個重要（yào）因素。滲硫技術具有較高的減牽（qiān）陛（bì）能，在一些場合（hé）也（yě）取得了較好（hǎo）的（de）效果，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(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理（lǐ）。這幾種表麵處理的（de）共同特點是都可以在工件表麵（miàn）形成2 000 HV以上（shàng）的硬化層，並具有極（jí）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（jì）術是目前解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理（lǐ）氣相沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其（qí）表（biǎo）麵（miàn）硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表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（lì）較CYD和TD覆層處（chù）理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表（biǎo）麵超（chāo）硬化層的（de）性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下有可能具有效果J'l、，一般（bān）的成（chéng）形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之（zhī）類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基結合力很高，具（jù）有（yǒu）比一般（bān）模（mó）具材料或（huò）經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十（shí）倍地提高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而（ér）表麵沉（chén）積層（céng）在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要（yào）求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會（huì）遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，而（ér）主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層（céng）處理國內又名熔鹽（yán）滲金（jīn）屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件（jiàn）表麵形成一層數微米至數十微米（mǐ）的碳化釩覆層。

"ID覆層處理（lǐ）的主要特點是：

①覆層硬度高．硬度（dù）可（kě）達3000I-IV左右．具（jù）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（de），所以（yǐ）覆層與基體具有冶金（jīn）結合（hé），這一點在成形類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（huǒ）．這一點特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（zhèng）明。在成形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，在（zài）一些場合具有比硬質（zhì）合金更好的效果。由於ID覆層（céng）處理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、美國等都已得到廣泛的應用 國內（nèi）70年代即已開始（shǐ）研究（jiū）該技（jì）術．到目前已有數（shù）十（shí）家單位對該技術進行過（guò）研究。通過十餘年的（de）科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求（qiú）．並已成（chéng）功應用到汽車（chē）、家（jiā）電（diàn）、五餘（yú）製管、冶金等行業的拉伸、彎（wān）曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上（shàng），取（qǔ）得了極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具（jù）凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產（chǎn）批量、被加工材料的種類等（děng）情況選擇相應（yīng）的方法。在（zài）所有解決拉傷（shāng）問題的方法中，以采用硬質合金為模具（jù）材（cái）料和對（duì）模具凸、凹模表（biǎo）麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆（fù）層處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘（zhān）著磨損的結果，解（jiě）決工件拉傷問題（tí）的（de）方法較多（duō），應根據具體情況予以選擇（zé）。一（yī）般情況下．采（cǎi）用硬質合金為模具（jù）材料，對（duì）模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積（jī）和TD覆層（céng）處理足解決工件（jiàn）及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最（zuì）經濟（jì）的方（fāng）法。