五金模具拉傷的原因及解決措施

工件（jiàn）成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹（āo）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顆粒，都會在工件表（biǎo）麵或模具凸、凹模表麵形（xíng）成機（jī）械的磨損，解（jiě）決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細（xì）研磨加工，並加強生產環境的管理（lǐ）。

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（shì）生產（chǎn）中最常見的又不容易解（jiě）決的一（yī）種狀（zhuàng）況，以下（xià）詳細分析粘著磨損的產生（shēng）及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形（xíng）過程中的拉傷（shāng）問題應依照（zhào）減小粘著磨損的基本原則（zé），通過改變（biàn）接觸（chù）副的性質作為出發點（diǎn）。

以下就構成此對接觸副的（de）三方，即被成形工件的（de）原材料方麵、工件與模具之間、模具（jù）方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對（duì）原（yuán）材料（liào）進行磷化（huà）、噴塑（sù）或其他表麵處理，使被成（chéng）形材料表麵形成一層非金屬膜層，可以大大減輕（qīng）或（huò）消除工件的拉傷，這種方法往往成本較高，並需要添加另外的生產設備和增加（jiā）生產工序，盡管這種方法有（yǒu）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（yī）層PVC之類的薄膜，有時也可以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供給薄膜，而對於周期生產的衝壓（yā）設備，每生產一件工件需加一張（zhāng）薄膜，影響生（shēng）產效率，此方法一般成本也很（hěn）高，還會產生（shēng）大量廢料，對於小批量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，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的（de）潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方（fāng）麵通過改變（biàn）模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行表麵處理，使被成形（xíng）材料與凸、凹模這對接觸副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經（jīng）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（rù）手解決工件（jiàn）的拉（lā）傷問題，可以采用（yòng）硬質合金（jīn），一般情（qíng）況下，由這種材料製作的凸、凹模抗（kàng）拉傷（shāng）性能很高（gāo），存在的問（wèn）題是材料成本高，不易加工，對於較大（dà）型的模具，由（yóu）於燒製大型（xíng）硬質（zhì）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（lǜ）低，有些幾乎（hū）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（shèn）就有可能出現（xiàn）崩塊或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結（jié）構是由硬質的碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成（chéng），硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程（chéng）中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不（bú）平，如此生產（chǎn）出來的工件表麵也會出現拉痕（hén），此時需（xū）對模具凸、凹模表麵（miàn）進行研磨拋光後方可進行再生產。采用（yòng）合（hé）適的銅基合金也（yě）可解決工件的拉傷問題（tí），但銅基合（hé）金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於（yú）較大型的模具，如汽（qì）車（chē）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（jué）拉傷（shāng）問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵（miàn）處理。但（dàn）如此製作的模具（jù）往往壽命比較短，在使用一段時間（jiān）後，如出現拉（lā）傷（shāng），又（yòu）需修模並重新進行表麵處（chù）理。

（2）通過對模具進行表麵處理特（tè）別是對模（mó）具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合金等；化學熱處理（lǐ）方麵有各（gè）類滲氮、滲（shèn）硼（péng）、滲硫等；表麵超（chāo）硬化處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉（chén）積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍（dù）、刷鍍是通過電化學或化學反（fǎn）應（yīng）的方法，在工件（jiàn）表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性（xìng）能各異。就耐（nài）磨抗咬合（hé）用途，目前應用較多的是鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳磷、刷（shuā）鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具（jù）采用（yòng）這（zhè）些方法（fǎ）有時可以取（qǔ）得一定的效果。這類表麵處理存在的問題（tí）是（shì）一方麵由於表麵硬化層的硬度（dù）較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會出現（xiàn）。另一（yī）方麵，鍍層與基體材料機（jī）械（xiè）結合，在負荷（hé）較大的場合（hé），有時使用幾次鍍層就會（huì）剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就（jiù）失（shī）去（qù）。化學熱處理是（shì）將工件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物理化學（xué）作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然（rán）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（gòu），並賦予工件不同的物（wù）理、化（huà）學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所（suǒ）滲元素不同分類為：各種滲碳（tàn）、各種（zhǒng）滲氮、各種氮碳或碳氮共（gòng）滲、滲（shèn）硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲（shèn）其他各種金屬等。以耐（nài）磨、減摩、抗拉傷為目的的化學熱處理目前（qián）常用（yòng）的是：滲碳、滲（shèn）氮、滲（shèn）硼、滲硫幾種。

采用合適的（de）模具材料（liào）輔以滲氮、滲（shèn）硼等化學熱處理往往具（jù）有較常（cháng）規鋼製模具高得多（duō）的抗拉傷性（xìng）能。在（zài）缺乏其他（tā）表麵處理工藝方法的情況下，這（zhè）不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就（jiù）滲氮（dàn）處理而言，滲氮的化（huà）合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於（yú）其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右（yòu）)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現，所以在大批量生產過程中滲氮處理往往還無法（fǎ）滿足生產要求。就滲硼工（gōng）藝（yì）而言，其硬化層（céng）硬度可達1800 HV，耐磨（mó）性（xìng）較高，但依據經驗，滲硼質量的穩定性和滲硼工件變形（xíng）較（jiào）大（dà）以及滲硼層抗拉傷性（xìng）能較差是（shì）製（zhì）約該技術在成形類模具上應用的幾（jǐ）個重要因素。滲硫技術具有較（jiào）高的減牽陛（bì）能，在一（yī）些場合也取得（dé）了較好的效果，但（dàn）對於負荷（hé）較大的成形類模具，效果有限。表麵（miàn）超硬化處理是指（zhǐ）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。這幾種表麵處理（lǐ）的（de）共同特（tè）點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有（yǒu）極高的（de）耐（nài）磨抗咬合等性能。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的（de）方法（fǎ）。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（suī）然其（qí）表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但（dàn）由（yóu）於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理差距（jù）較（jiào）大，往往在使用（yòng）過程中過甲j脫落（luò），發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此（cǐ）這兩種方法除在載荷較（jiào）小的（de）情況下有可能（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（xué）氣（qì）相沉積(CVD)的碳化鈦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（shàng）其膜基（jī）結合力很（hěn）高，具有比一般模具材（cái）料或經其他表麵處理後高得多的耐（nài）磨、抗拉份陛能。能（néng）夠數倍（bèi）至幾十（shí）倍地提（tí）高模具的使用壽命。其缺（quē）點是（shì）處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理（lǐ）完（wán）以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣（qì）中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化．因（yīn）此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭（zāo）受破壞．嚴藿製（zhì）約（yuē）了其在鋼模上的應甩，而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覆層處理國內又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其（qí）原理是通過熱擴散作用於工件表麵形成一層數微米至數十微米（mǐ）的碳化釩（fán）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．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由（yóu）於（yú）是通過擴散形成的，所以覆層與基體具有冶金結（jié）合，這一點（diǎn）在成形類模具上的（de）應用極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一（yī）點（diǎn）特別適（shì）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。在成形類模（mó）具（jù）上采（cǎi）用該技術具有其他表麵處理無（wú）法（fǎ）比擬的使用效果，在一些場合具有比硬質合金（jīn）更好的效果。由於ID覆層處理技術的設（shè）備（bèi）相對而言比較簡單，成本較低（dī）．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（shí）家單位（wèi）對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術（shù）達到長期穩（wěn）定生產的要求．並已成功應用到汽（qì）車、家電、五（wǔ）餘製管、冶金等（děng）行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等（děng）類模具（jù）上，取得了（le）極優的使用效果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對（duì）於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生（shēng）產批量、被加（jiā）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中，以采用硬質（zhì）合金為模具材料和對（duì）模（mó）具凸、凹模（mó）表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最（zuì）好。其中（zhōng）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，解決工（gōng）件拉傷問題的方法（fǎ）較多，應根據具體情況予以選擇。一般情況（kuàng）下．采用硬質合金為模具材料，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處（chù）理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問（wèn）題最有效最經濟的方法。