五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中（zhōng）拉傷產生的原因主（zhǔ）要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀機械凹凸（tū）不平或被成（chéng）形材料與（yǔ）模（mó）具凸、凹模表（biǎo）麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會（huì）在工件表麵或（huò）模具（jù）凸、凹模表麵形成（chéng）機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行仔細研磨加工，並加強生產環（huán）境的管理。

二是由於工件表麵與模（mó）具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生及減少粘著磨損的一些基本措（cuò）施。解決模具及（jí）工（gōng）件（jiàn）成形（xíng）過程中的拉傷問（wèn）題應依照減（jiǎn）小粘著磨損的基本（běn）原則，通過改（gǎi）變（biàn）接（jiē）觸副的性質作為出發點。

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

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原（yuán）材（cái）料進（jìn）行磷（lín）化、噴塑或其（qí）他表（biǎo）麵處理，使被成形材料表麵形成一層非金（jīn）屬膜層，可以大大（dà）減輕或消（xiāo）除工（gōng）件的拉傷，這種方法（fǎ）往往成本較高，並（bìng）需要添加另外的生產設備（bèi）和增加生產工序，盡管這（zhè）種方法有時有些效（xiào）果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材（cái）料之間加一層PVC之類的薄膜（mó），有時也可以解（jiě）決工件的拉傷問題。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，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生大量（liàng）廢料，對於小批量的大型工件的生產采用（yòng）此種方法是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有（yǒu）時通過添加潤滑（huá）油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件（jiàn）的拉（lā）傷問題。

3. 模（mó）具方（fāng）麵通過改（gǎi）變模具凸、凹（āo）模材料或對（duì）模具凸、凹（āo）模進行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副（fù）性質發生改變（biàn）。實踐表明，這是（shì）解決拉傷問題經濟而（ér）有（yǒu）效的方法，也是（shì）目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用（yòng）硬質合金，一（yī）般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具（jù），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開裂，成（chéng）材率低，有些幾乎難（nán）以成形。此外（wài）硬質（zhì）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廢。另外，由於硬（yìng）質合金的（de）組（zǔ）織結構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組（zǔ）成，硬質碳化鎢顆粒的耐（nài）磨抗咬合性能很高，而鈷相（xiàng）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（āo）模（mó）表麵形成凹凸（tū）不平（píng），如（rú）此生產出來的工件表麵也會出現拉（lā）痕，此時需對模具凸、凹模（mó）表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（kě）解決工件的拉傷問題，但銅（tóng）基合金一般硬度較低，易出（chū）現磨損超差，在大批量生產的情（qíng）況下，這種材料的性價比較低。對於較大型（xíng）的模（mó）具，如汽車（chē）覆蓋（gài）件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處（chù）理。但如此製作的模具（jù）往（wǎng）往壽命比較短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並（bìng）重新進行表麵（miàn）處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹（āo）模（mó）進行（háng）表麵超硬化處理是解（jiě）決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法（fǎ）。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）學鍍鎳磷、刷鍍特種合（hé）金等；化學熱處（chù）理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表（biǎo）麵超硬化處理（lǐ）方麵有（yǒu）化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化（huà）學氣相（xiàng）沉積(PvD)、"ID覆層處（chù）理。電鍍、化（huà）學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件（jiàn）表麵形成合金鍍層，工藝（yì）不（bú）同。合金鍍層（céng）性能各異。就（jiù）耐磨抗咬合用（yòng）途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷（hé）較（jiào）輕或大型（xíng）模具采（cǎi）用（yòng）這些方法（fǎ）有時可以取得一定的效果。這類表（biǎo）麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化層的硬（yìng）度較低，容易出現磨損，而鍍層（céng）一旦磨損，拉（lā）傷又會出現。另一方（fāng）麵（miàn），鍍層與基體材料機械結合（hé），在負荷較（jiào）大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝（bāo）落，而鍍層一旦剝落，其功效（xiào）也就失去。化學熱處理是將（jiāng）工件放入含某種或某幾種化學元素（sù）的介（jiè）質中加熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將（jiāng）這種或這幾種元素（sù）滲入工件表麵，然後以適當的方式冷卻（què），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（lǐ）、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多（duō），根據所滲（shèn）元素不同分類為：各種滲（shèn）碳、各種滲氮（dàn）、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他（tā）各種金屬（shǔ）等（děng）。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼（péng）、滲硫幾種。

采用合（hé）適的模具材（cái）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（de）抗拉（lā）傷性能。在（zài）缺乏其他表麵處理工藝方法的（de）情況下，這不適為一（yī）種較好的選擇，也（yě）是較常用（yòng）的（de）方法（fǎ）。就滲氮處（chù）理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其（qí）硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左（zuǒ）右)，其耐磨（mó）性有限，而化合物層一（yī）旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中（zhōng）滲氮處理往往還無法滿足生（shēng）產要求。就滲硼工藝（yì）而言，其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐磨性較高，但依據經（jīng）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是製約該技（jì）術在成形類模具（jù）上應用的幾個重要因素。滲硫技（jì）術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於（yú）負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(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（biǎo）麵處理的共同特點是（shì）都（dōu）可以在工件表麵形成2 000 HV以上的（de）硬化層，並具有（yǒu）極高的耐磨抗咬（yǎo）合等性能。實踐（jiàn）證明，化（huà）學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處（chù）理技術是（shì）目前（qián）解（jiě）決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣（qì）相沉積(PVD)和物理化學氣相沉（chén）積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚（shèn）至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、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（wǎng）在使用過程中過（guò）甲j脫落，發揮（huī）不出表麵超硬化層的性（xìng）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、，一般的成形類模具很難有滿意的效（xiào）果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的（de）碳化鈦c)或碳氮化鈦( )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（lì）很高，具有比一般模具（jù）材料或經其他表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能（néng）夠數倍至（zhì）幾十倍地提高（gāo）模具的（de）使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變（biàn）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℃以上的溫度下加熱會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿（huò）製約了其在鋼模上的應甩，而主要應用於硬質合金等無（wú）相變（biàn）的材料。此（cǐ）外（wài）．CVD處理過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理（lǐ）國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表（biǎo）麵形成一層數微（wēi）米至數十（shí）微（wēi）米的碳化釩覆（fù）層（céng）。

"ID覆層處理的主要特點（diǎn）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（shí）等性能；

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

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．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。

大量的實踐證明。在成（chéng）形類模具上采用該技術（shù）具有其他表（biǎo）麵處理（lǐ）無法比擬的使用（yòng）效果，在（zài）一些場合（hé）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（ér）言（yán）比較簡單，成本較（jiào）低．無公害，目前該技術在日（rì）本、美國等（děng）都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開（kāi）始研究該（gāi）技術．到目前已有數十家單（dān）位對該技術（shù）進行過研究。通過十（shí）餘年的科研（yán）和實踐．已使該技術達到長（zhǎng）期穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家（jiā）電、五餘製（zhì）管、冶金等行業（yè）的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉（fěn）末冶（yě）金等類模具上，取得了極優的（de）使用效（xiào）果。綜（zōng）上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷問題的（de）方法很多，對於具體的個案，應根據工件和（hé）載荷大小、生產批量（liàng）、被加工材料的種類等情況選擇相應的方（fāng）法。在所有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（jìn）行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理（lǐ）為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工（gōng）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多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采用硬質合金為模具材（cái）料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層（céng）處理足解決工（gōng）件及（jí）模具凸、凹模表麵拉傷（shāng）問（wèn）題最（zuì）有效最經（jīng）濟的（de）方法。