五金模具（jù）拉傷的原（yuán）因及解決（jué）措施

工（gōng）件成（chéng）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（hóng）觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵（miàn）之間夾（jiá）雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹（āo）模表麵形（xíng）成機械的磨損，解決方法是（shì）對（duì）模具凸（tū）、凹模表麵進行（háng）仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨（mó）損（sǔn）而形成的拉傷，也是生產中最常見的又不容（róng）易解決（jué）的一種狀況，以下詳細（xì）分析粘著（zhe）磨（mó）損的產生及減少粘著磨損的一些基本措（cuò）施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問（wèn）題應依照減小粘著磨損（sǔn）的基本原則，通過改變接觸副的性質作為出發點。以下（xià）就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方麵、工（gōng）件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材（cái）料（liào）進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表麵處理（lǐ），使被成形材料表麵形（xíng）成一層非金屬膜層，可（kě）以大大減輕或消（xiāo）除工件（jiàn）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生產工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形（xíng）材料（liào）之間加一層PVC之類的薄（báo）膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以（yǐ）達到連續供給薄（báo）膜，而對於周期生產（chǎn）的衝壓設備，每生產一（yī）件工件需加一張薄（báo）膜，影響生產效率，此方法一（yī）般成本也很高，還會產生（shēng）大量廢料，對於小批量的大型工件（jiàn）的生產采用此種方法（fǎ）是可取的。在一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑（huá）油或加（jiā）EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問（wèn）題。

3. 模（mó）具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行（háng）表麵處理，使被成形材料與凸（tū）、凹模這對接觸（chù）副性質發生改變。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效（xiào）的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從（cóng）模具凸、凹模材料入手解決工（gōng）件的拉傷問題，可以采用硬質合金，一般（bān）情況（kuàng）下，由這種材料製作（zuò）的凸、凹模抗拉（lā）傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由（yóu）於燒製大（dà）型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加（jiā）工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外硬質合金（jīn）性脆，搬運、安裝（zhuāng）使用過（guò）程中都要極其小心，稍有不慎就有（yǒu）可能出現崩塊（kuài）或開裂而報廢。另外，由於硬（yìng）質合金的組織結構是由硬質的碳化（huà）鎢顆粒和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性（xìng）能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中（zhōng）鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會出現拉痕，此（cǐ）時需對模具凸、凹模表麵進行研磨（mó）拋光（guāng）後方可進（jìn）行再（zài）生產。采用合適的銅基合金（jīn）也可解決工件的拉傷問題（tí），但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大（dà）量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻（zhī）能減輕工件的拉傷，無法消除（chú）拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍（dù）硬鉻（gè）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（duàn）時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理。

（2）通過對模具進行表麵處（chù）理（lǐ）特別是對模具凸、凹模（mó）進行（háng）表麵超硬化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟而有效（xiào）的（de）方法。表麵處理（lǐ）方法有多種，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（huà）學（xué）熱處理方麵有各類（lèi）滲氮、滲（shèn）硼、滲硫等；表麵超硬化處理方麵（miàn）有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相（xiàng）沉積(VVD)、物理化（huà）學（xué）氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過（guò）電化學（xué）或化學反應（yīng）的方法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金（jīn）鍍層性能（néng）各（gè）異（yì）。就耐磨抗咬合用途（tú），目前（qián）應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳（niè）磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用（yòng）這些方法有時（shí）可以取得（dé）一定的效果。這類表麵處理存在的問（wèn）題（tí）是一方麵由於表麵（miàn）硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷又會（huì）出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的場合（hé），有（yǒu）時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去。化學熱處理是將工件（jiàn）放（fàng）入（rù）含某種或某幾種化學元（yuán）素的介質中加熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾（jǐ）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（zhī）結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據（jù）所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種（zhǒng）滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼（péng）、滲硫（liú）、滲（shèn）鋁（lǚ）、滲鋅（xīn）、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷（shāng）為目的的化學熱處理目前常（cháng）用的是：滲碳（tàn）、滲氮、滲硼、滲硫幾種。采用合（hé）適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化（huà）學熱處理往往具有較常規鋼製（zhì）模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工（gōng）藝方法的（de）情（qíng）況下，這（zhè）不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而（ér）言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果（guǒ）有限(一般l200Hv以（yǐ）下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性有限，而（ér）化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大（dà）批量（liàng）生產過程中滲氮處理往（wǎng）往（wǎng）還無法滿足生產要求。就滲硼工藝而言，其硬化層硬度可（kě）達（dá）1800 HV，耐磨性較高，但（dàn）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較差是製約該技術在成形類（lèi）模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有（yǒu）較高的（de）減牽陛能，在一（yī）些場（chǎng）合也取得了較好（hǎo）的效果，但對（duì）於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（xué）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覆層（céng）處理。這幾（jǐ）種表麵處理的共同特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極（jí）高的耐磨抗咬合等性能（néng）。實踐證明，化學氣相（xiàng）沉（chén）積(O／D)、"ID覆層處（chù）理技術是目前（qián）解決工件拉傷效果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物（wù）理化學（xué）氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層（céng）也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜（mó）基結合力較CYD和TD覆層處理差距（jù）較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超（chāo）硬化層的性能特（tè）點，因此這兩種方法（fǎ）除在載荷較小的（de）情況下有可能具有效果（guǒ）J'l、，一般的成形類模具很難有滿（mǎn）意的效（xiào）果。

（3）化學氣相沉（chén）積(CVD)的碳（tàn）化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的材（cái）料、具有極高的硬（yìng）度(3 000I-IV以（yǐ）上)，加上其膜基結合力很高，具有（yǒu）比一般（bān）模具材料或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（tí）高模具的使用壽命。其缺點是處理溫度（dù）高．工（gōng）件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外重新加熱淬火。而（ér）表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的（de）溫度下加熱（rè）會氧化．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬（yìng）化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其（qí）在鋼模上的（de）應（yīng）甩（shuǎi），而主（zhǔ）要應用於硬質合金（jīn）等無相變的材料。此外．CVD處理過程（chéng）中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國（guó）內又（yòu）名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作（zuò）用於工（gōng）件表麵形成一層數（shù）微米至數十微米的碳化（huà）釩覆層（céng）。"ID覆層處理的（de）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由於是通過擴散（sàn）形成的，所以覆層與基體具有冶金結合，這（zhè）一點在成形類模具（jù）上的應（yīng）用極（jí）其重（chóng）要；

③ID覆層處理（lǐ）後可以直接進行淬火．這一點特別適合於各（gè）類模具鋼材；④ID覆層處理可（kě）以重複進行。

大量的實（shí）踐（jiàn）證明。在成形類模具（jù）上采用該技術具有其他表麵處（chù）理（lǐ）無（wú）法比擬的（de）使用效果（guǒ），在一些場合具有比硬質合金更好的效（xiào）果。由於ID覆層處理技術的（de）設備相對而（ér）言比較（jiào）簡單（dān），成本（běn）較低．無公害，目前該技術（shù）在日本、美國等都已得到（dào）廣泛的應用 國內70年代即已（yǐ）開始研究該技術．到目前已（yǐ）有數十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長（zhǎng）期穩定生產的要求．並已成功應（yīng）用到汽車、家電、五餘製管、冶金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、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，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方（fāng）法很多，對於（yú）具體的個案，應根據工件和載荷大小、生（shēng）產批量、被加工材（cái）料的種（zhǒng）類等情況選擇相應的方（fāng）法。在所有解決拉傷問題的（de）方法中，以采用硬質合（hé）金為模具材料和（hé）對（duì）模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著（zhe）磨損的結果，解決工件（jiàn）拉傷問題的方法較多，應根據具體情況予（yǔ）以選（xuǎn）擇。一般情況下．采用硬質合（hé）金為模具材料（liào），對模具凸、凹模表麵進行化（huà）學氣相沉積和（hé）TD覆層（céng）處理足解決工件

及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題最（zuì）有效最經濟的方法。