五金模具（jù）拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷（shāng）產生的原因主要有以（yǐ）下兩種：

一是由於模具凸、凹模表（biǎo）麵的宏觀機械凹（āo）凸不平（píng）或被成形材料與模（mó）具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在（zài）工件（jiàn）表（biǎo）麵或模（mó）具凸、凹（āo）模表麵形（xíng）成（chéng）機械的磨損，解決方法是（shì）對模具凸、凹模表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（jiàn）表麵與模具凸、凹模表麵粘（zhān）著磨損而（ér）形成的拉傷，也是生產中最常見的（de）又不容易解決的一種狀況，以（yǐ）下詳細（xì）分析粘著磨損的（de）產生及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問（wèn）題應依照減小粘著（zhe）磨損的基本原則，通過改變接觸副（fù）的性質作為出發點。

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

1. 通過對原材料（liào）進行表麵處理，如對原（yuán）材料進行磷化、噴（pēn）塑或其他表麵處理，使被成形材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（wǎng）往成本（běn）較（jiào）高，並需要添加另外的生產設備和增加生產工序，盡管這種方法有時有（yǒu）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，有時也可以解決工（gōng）件（jiàn）的拉傷問題。對於生產線，通（tōng）過機（jī）構（gòu）可以達到連（lián）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（xiào）率（lǜ），此方法一般成本也很高，還會產生大量廢料，對於小批量的（de）大型（xíng）工（gōng）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，有時通過添加潤（rùn）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（mó）具方麵通（tōng）過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質發生改（gǎi）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（guǎng）泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材（cái）料入手解決工件的拉傷問題，可以采用（yòng）硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹（āo）模抗拉傷性能很高，存在（zài）的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於（yú）燒製大型硬質合金塊較困難（nán），即使（shǐ）燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難（nán）以（yǐ）成形。此外硬質（zhì）合金性脆，搬運、安裝使用過程（chéng）中都要極其小心，稍有不慎就有可能（néng）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（kē）粒和軟的粘結（jié）相鈷所組成，硬質碳（tàn）化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很（hěn）高，而鈷相由於硬度（dù）很低，耐磨性能較差（chà），使用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的（de）工件表麵也會（huì）出現拉痕，此（cǐ）時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後（hòu）方可進行（háng）再生產。采用合適的銅（tóng）基合金也可解決工件的拉（lā）傷問題，但銅基合金一（yī）般硬（yìng）度較低，易出現磨損（sǔn）超差，在大（dà）批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型（xíng）的模具（jù），如汽車覆蓋件的成形模具，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（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往往壽命比較短，在（zài）使用一段時間後（hòu），如出現拉傷，又需修模（mó）並（bìng）重新進行表麵處理。

（2）通（tōng）過對模具進（jìn）行表麵處理特別是對模具凸、凹模（mó）進行表麵超硬化處理是解決工（gōng）件表麵拉傷問題（tí）經濟而有（yǒu）效的（de）方法。表麵處理方法有多種（zhǒng），比較常（cháng）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氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化（huà）學氣相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉（chén）積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是（shì）通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成合（hé）金鍍層，工（gōng）藝不同。合金鍍層（céng）性能各異。就耐磨抗（kàng）咬（yǎo）合（hé）用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方（fāng）法有時可（kě）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度較（jiào）低（dī），容易出現磨損（sǔn），而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn）。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在（zài）負荷較大的場合（hé），有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也（yě）就失去。化學熱處理是將工件（jiàn）放入含某種或某幾種化學（xué）元素的介質中加（jiā）熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，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（gōng）件（jiàn）表麵的成（chéng）分和組織結構，並賦予工（gōng）件不同的物理、化學和（hé）機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲（shèn）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（shèn）硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等（děng）。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的的（de）化學熱處理目前常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲（shèn）硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱（rè）處理往往具有較（jiào）常規鋼（gāng）製模具高（gāo）得多的抗（kàng）拉（lā）傷性能。在缺乏其他表（biǎo）麵處（chù）理工藝方法的情況下，這不適為一種較好的選（xuǎn）擇，也是較常用的方法。就滲（shèn）氮處理而言，滲氮的化合物層（céng）具有（yǒu）很高的（de）抗（kàng）拉傷性能，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)，其耐磨性有限（xiàn），而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生產過程中滲（shèn）氮處理往往還無法滿足生（shēng）產要求。就滲硼工藝而言（yán），其硬化層硬度可達（dá）1800 HV，耐（nài）磨性（xìng）較高（gāo），但依據經驗，滲硼（péng）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類模具上（shàng）應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成（chéng）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)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化學氣相沉積（jī）(PVD)、"]-l-J覆（fù）層處理。這幾種表麵（miàn）處理的共（gòng）同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性（xìng）能。實踐證明，化學（xué）氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好（hǎo）的方法。而經物理（lǐ）氣相（xiàng）沉積(PVD)和物（wù）理化學氣相沉（chén）積(PCVD)的工（gōng）件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表（biǎo）麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉（lā）傷性能，但由於其（qí）膜基結合力較CYD和TD覆層（céng）處理差距較大，往往（wǎng）在使用過程中過甲j脫落，發（fā）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（xiǎo）的情（qíng）況下有可能（néng）具有效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉（chén）積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具（jù）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（tā）表麵處理後高得（dé）多的耐（nài）磨、抗拉份陛能（néng）。能夠數倍至（zhì）幾（jǐ）十倍地提（tí）高模具（jù）的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理（lǐ）完以後（hòu）．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中（zhōng）於400～500℃以（yǐ）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（biǎo）麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩（shuǎi），而主要應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過（guò）程中（zhōng）的排放物對（duì）環境汙染較大。"ID覆層處理（lǐ）國內（nèi）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麵（miàn）形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是（shì）：

①覆層硬（yìng）度高．硬度可（kě）達3000I-IV左右．具有極高（gāo）的耐（nài）磨、抗拉傷、耐蝕等性（xìng）能；

②由於（yú）是通（tōng）過擴散（sàn）形成的，所以（yǐ）覆層與基體具有冶金結合（hé），這一（yī）點在成形類（lèi）模具上的應用極其重要；

③ID覆層處（chù）理後可以直（zhí）接進行淬火．這一點（diǎn）特（tè）別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可以重複進（jìn）行。

大量的實踐證明。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，在一些場合具有比硬（yìng）質合金更好的效果。由（yóu）於（yú）ID覆（fù）層處理技術的設備（bèi）相（xiàng）對而言比（bǐ）較簡單（dān），成本較低．無公害，目前該技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家（jiā）單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和（hé）實踐．已使該技術達到長期穩定生產的要求．並已成功應用（yòng）到汽車、家電、五餘製管、冶（yě）金等行業的拉（lā）伸、彎曲、翻邊、輥（gǔn）壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取得了極優的使用效果。綜上所述，解（jiě）決工件及模（mó）具（jù）凸、凹（āo）模表麵拉傷（shāng）問（wèn）題的方法（fǎ）很（hěn）多，對於具體的個案，應根據工件和載（zǎi）荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況選擇相（xiàng）應的方法。在所（suǒ）有解決拉傷（shāng）問題的方（fāng）法（fǎ）中，以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模（mó）表麵進（jìn）行化學氣（qì）相沉積(CVD)、TD覆層（céng）處理為最好。其中又以"ID覆層處（chù）理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解（jiě）決工件拉傷問題的方法（fǎ）較多，應根（gēn）據具體情況予以選擇（zé）。一（yī）般情況下．采用硬質合金為模具（jù）材料，對模具凸、凹模表麵進行（háng）化學氣相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最有效最經濟的（de）方法。