五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下（xià）兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸不平或被成形材料（liào）與模具凸、凹模表麵之間夾雜其（qí）他硬質顆粒，都會在（zài）工（gōng）件表麵或（huò）模（mó）具凸、凹模表（biǎo）麵形成機械的磨損，解決方法是對模具（jù）凸、凹模表麵進行仔細研（yán）磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模（mó）具（jù）凸、凹模表麵（miàn）粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的（de）又不容（róng）易解決的一（yī）種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產（chǎn）生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模（mó）具及工件成形過程中的（de）拉傷問題應依照減（jiǎn）小粘著磨損的（de）基本原則（zé），通過改變（biàn）接觸副的性質（zhì）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（zhī）間、模具方麵分別予以分（fèn）析。

1. 通過對原材料進（jìn）行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材（cái）料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這種方法往往（wǎng）成本較高，並需要添加另外的生產設備（bèi）和增加生產工序，盡管這種（zhǒng）方法有時有些效果，實際生（shēng）產中（zhōng）應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一（yī）層PVC之類的薄膜，有時（shí）也可以解決工件的拉（lā）傷問題（tí）。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（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，還會產生大量廢料（liào），對於（yú）小批量的大型工件（jiàn）的生產采用此種方法是可取的。在一些成形負荷很小（xiǎo）的場合，有時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、凹模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹（āo）模（mó）這對（duì）接觸（chù）副（fù）性質發生改變。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、凹模材料入手解決工（gōng）件的拉傷問題，可以采（cǎi）用硬質合金，一般情況下，由這（zhè）種材（cái）料製作的凸、凹模抗拉（lā）傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易（yì）加工，對於較大型的模具，由（yóu）於（yú）燒製大型硬質合金塊（kuài）較困難，即使燒製成功，加（jiā）工過程中也（yě）有可能（néng）出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過（guò）程中都要極其小心，稍有不慎就（jiù）有可能出現崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和（hé）軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨抗咬合性能很高（gāo），而鈷（gǔ）相由於硬度（dù）很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹（āo）模表麵形成凹凸不平（píng），如此生產出來的工件表（biǎo）麵也會出現拉痕，此時需對模具（jù）凸、凹（āo）模表麵進行研磨拋光後方可進行再生產（chǎn）。采用合適的銅基合（hé）金也可解決（jué）工件的拉傷問題（tí），但銅基合金（jīn）一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況（kuàng）下，這（zhè）種材料（liào）的性（xìng）價比較低。對於較大（dà）型的模具（jù），如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合（hé）金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解（jiě）決（jué）拉傷問題需（xū）輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在使用一段時（shí）間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行（háng）表麵處理。

（2）通過對模具進（jìn）行表麵處理特別是對模具凸、凹（āo）模進行表麵超硬（yìng）化處理是解決工件表麵拉（lā）傷問題（tí）經（jīng）濟而有（yǒu）效的方法。表麵處理（lǐ）方法有（yǒu）多種，比（bǐ）較（jiào）常（cháng）用的有：鍍層方（fāng）麵有鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬（yìng）化處理方麵有化學（xué）氣相沉積(CVD)、物（wù）理氣相沉（chén）積(VVD)、物理化學（xué）氣（qì）相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷（shuā）鍍是通（tōng）過電化學或化學反應的方法，在工件表（biǎo）麵形成合金鍍層，工（gōng）藝不同。合金鍍層（céng）性能各異。就耐磨抗咬合用途，目（mù）前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳（niè）磷（lín）、刷（shuā）鍍鎳鎢合金等。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得一定的效果。這（zhè）類表麵處理存在的問（wèn）題是一方麵由於表麵硬化層的硬度較低，容易出（chū）現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械（xiè）結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層（céng）就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就（jiù）失去。化學熱處理（lǐ）是將工件放（fàng）入（rù）含某種或某幾種化學（xué）元素的（de）介（jiè）質中加熱保溫，通過工件與（yǔ）介質的（de）物理化學作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻，從而改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不同的（de）物理、化學和機械性能（néng）。化學熱處（chù）理的種類很多，根據（jù）所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮（dàn）碳（tàn）或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金（jīn）屬等。以耐磨（mó）、減摩、抗拉傷為目的（de）的化學熱（rè）處理目前常用（yòng）的是：滲碳（tàn）、滲（shèn）氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適（shì）的（de）模具材料輔以滲氮、滲硼等化（huà）學熱（rè）處理往往具有較常規鋼製模具高得（dé）多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的情況（kuàng）下，這不適為一種較好的選（xuǎn）擇（zé），也是較常用（yòng）的方法。就滲氮處理（lǐ）而言（yán），滲氮的化（huà）合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一（yī）般（bān）l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左（zuǒ）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（dàn）處（chù）理（lǐ）往（wǎng）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1800 HV，耐（nài）磨性較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形較大（dà）以及滲硼層抗拉傷性能較差（chà）是製約該技（jì）術在成（chéng）形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較高的減牽陛能，在一（yī）些場合也（yě）取得了較好的效果，但（dàn）對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是（shì）指化學氣相沉積(L、，D)、物理（lǐ）氣相沉積(Ev'D)、物理（lǐ）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（zài）工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層（céng），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（qián）解決工件拉傷效果（guǒ）最好的方法。而經物理（lǐ）氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然（rán）其表麵硬度也可達（dá）到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高（gāo）的耐磨（mó）、抗拉傷性（xìng）能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和TD覆（fù）層處理差距（jù）較大，往往在使用過程中過甲（jiǎ）j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層的性能特點，因此（cǐ）這兩種方法除在載（zǎi）荷較小的情況下有（yǒu）可能具有（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)的碳化鈦c)或碳（tàn）氮（dàn）化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模（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。能夠數倍至幾十倍地提高（gāo）模具的使用壽命。其缺點是處理溫度（dù）高．工件變（biàn）形大．上件CVD處理完（wán）以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層（céng）在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化（huà）．因此後續工序要求嚴格（gé），稍有不慎，表麵硬化層（céng）就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上（shàng）的（de）應甩，而主要應用於硬質合金（jīn）等無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放（fàng）物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內又名熔鹽滲金屬（shǔ）、滲（shèn）釩（fán）等。其原（yuán）理是通過熱擴散作用於（yú）工件表麵形（xíng）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是：

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

②由於是通過擴散形成的，所以覆層與基體具（jù）有冶金結合，這（zhè）一點在（zài）成形類模具上（shàng）的應用極其重要；

③ID覆（fù）層處理後可以直接進行淬火．這一（yī）點特別適合於各類模（mó）具鋼材（cái）；④ID覆層處理可以重複進（jìn）行。

大量的實踐證明。在成形類（lèi）模具上采用該（gāi）技術具有（yǒu）其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一（yī）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相對而言比較簡單（dān），成本較低．無公害，目前（qián）該技術在日本、美國（guó）等都已得（dé）到廣泛的應（yīng）用（yòng） 國內70年代（dài）即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進（jìn）行（háng）過研究。通過十（shí）餘年的科研和實踐（jiàn）．已使該（gāi）技術達到（dào）長期穩定生（shēng）產的（de）要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸（shēn）、彎曲、翻邊（biān）、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金（jīn）等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述（shù），解（jiě）決工件及模具凸、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、生產批量、被加工（gōng）材料的種類等情況選擇相應的方法。在所有解決拉傷問題的方法（fǎ）中，以采用硬質合金（jīn）為（wéi）模具材（cái）料（liào）和（hé）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（hǎo）。其中又以"ID覆層處理性價（jià）比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨（mó）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。一般情況下．采用（yòng）硬質合（hé）金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化（huà）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（zuì）經濟的（de）方法。