​五金模具拉傷的原因及（jí）解決措施

工件成形（xíng）過（guò）程中拉傷產生的原因主要有以下兩（liǎng）種：

一是（shì）由（yóu）於（yú）模具凸、凹模表（biǎo）麵的（de）宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模（mó）具（jù）凸（tū）、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆（kē）粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決（jué）方法是（shì）對模具凸、凹模表（biǎo）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（miàn）與模具凸、凹模（mó）表（biǎo）麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最（zuì）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（jí）減少粘著磨損的一些基本（běn）措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應依照減（jiǎn）小粘著磨損的基本原則，通過改變接（jiē）觸副的性質作為出發點。

以下就（jiù）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（miàn）分別予以分析。

1. 通（tōng）過對原材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化、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屬膜層，可以大大減輕或消除（chú）工件的拉傷，這種方法往（wǎng）往成本較高，並需要添（tiān）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（shēng）產中應用卻很少（shǎo）。

2.在模（mó）具與成形材料（liào）之（zhī）間（jiān）加一層PVC之類的薄（báo）膜，有時也可以（yǐ）解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給（gěi）薄膜，而對於周期生產（chǎn）的衝壓設備（bèi），每生產（chǎn）一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成（chéng）本也很高，還會產生（shēng）大量（liàng）廢料，對於（yú）小批量的大型（xíng）工件的生產采用此種方法是可取的。在（zài）一些成形負荷很小的場合，有時通（tōng）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（lā）傷問題。

3. 模具方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模具（jù）凸、凹模進（jìn）行表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性質發生改變（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題（tí）經濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法（fǎ）。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題（tí），可以采用硬質合金，一般情況下，由這種（zhǒng）材料製作的凸（tū）、凹模抗拉（lā）傷性能很（hěn）高，存在的問（wèn）題是材料成本高，不易（yì）加工（gōng），對於（yú）較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較（jiào）困難，即使燒製成功，加工過程中也有可能出現開裂，成材率低，有些（xiē）幾乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程（chéng）中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開（kāi）裂（liè）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軟的粘結（jié）相鈷所組成，硬質碳化（huà）鎢顆粒的（de）耐磨抗咬（yǎo）合性能很高，而（ér）鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷相會優（yōu）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，此時需對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光（guāng）後方可進行再生產。采用合適的（de）銅基合金也可解決工件的拉傷問（wèn）題（tí），但（dàn）銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批（pī）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（qì）車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵（tiě），鑄鐵隻（zhī）能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要（yào）徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往（wǎng）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（tōng）過對模具進（jìn）行表麵處理特別是對模具（jù）凸、凹模進（jìn）行表麵超硬化處理是解決（jué）工件表麵拉傷問題經濟（jì）而有效的方法。表麵處理（lǐ）方法有多種，比較常用（yòng）的有：鍍層（céng）方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍（dù）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學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積（jī）(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理。電鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在工件表麵形成（chéng）合金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就（jiù）耐磨抗咬（yǎo）合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金（jīn）等。對於成形負荷較輕或大型模具采（cǎi）用（yòng）這些方法有時可以（yǐ）取得一定的效果。這（zhè）類表麵處理存在的問題是一方麵由於表麵硬化（huà）層的硬度（dù）較低，容易（yì）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（xiè）結合，在負荷較（jiào）大的（de）場合，有時使用幾次鍍（dù）層就會剝（bāo）落，而鍍層一（yī）旦剝落，其功效也就（jiù）失去。化學熱處理是將工件放入含某種或某幾種化學元（yuán）素的（de）介質（zhì）中加熱保溫，通（tōng）過工件與介質的物理化學作用，將這種或這幾種（zhǒng）元素滲入（rù）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，並賦予工件不同的物理、化學和機械性（xìng）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、各種（zhǒng）滲氮、各種氮（dàn）碳或碳氮共滲（shèn）、滲（shèn）硼（péng）、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金（jīn）屬等。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的（de）的化學熱處理目前常用的（de）是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫（liú）幾種。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理（lǐ）往往具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的（de）情況下，這不適為一種較好（hǎo）的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而（ér）言，滲（shèn）氮的化合物層具有很高的抗（kàng）拉傷性能，但由於其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其（qí）耐磨性有（yǒu）限，而（ér）化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以在大批量生（shēng）產過程（chéng）中滲氮處（chù）理往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以及滲硼層抗拉傷性能較差（chà）是製約該技（jì）術在成形類模具上應用的幾（jǐ）個重要因素。滲（shèn）硫技術具有較高的減牽陛能，在一些場合也取（qǔ）得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類模具，效果有限（xiàn）。表麵超硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相（xiàng）沉積(Ev'D)、物理化學氣相（xiàng）沉（chén）積（jī）(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵（miàn）處（chù）理的共同特點是都可以在工件表麵形成（chéng）2 000 HV以上（shàng）的硬化層，並具有極高（gāo）的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相（xiàng）沉積（jī）(O／D)、"ID覆層處理技術是（shì）目前解決工件拉傷效（xiào）果最好的方法。而經物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相（xiàng）沉積（jī）(PCVD)的工件，雖然其表麵（miàn）硬（yìng）度也（yě）可達（dá）到2 000-3 000 HV，甚（shèn）至更高，表麵硬化層（céng）也具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結（jié）合力較CYD和TD覆層處理差距（jù）較大，往往在使用過程中（zhōng）過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法（fǎ）除在（zài）載荷較小的情況下（xià）有可能具有效果J'l、，一般的成形類模（mó）具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳氮化鈦( )之類的（de）材（cái）料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上（shàng）)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或（huò）經其他表麵處理後（hòu）高得多的耐磨、抗（kàng）拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其缺點是（shì）處理溫度高（gāo）．工件變形大．上（shàng）件CVD處理完以後．需另（lìng）外重新加熱淬火（huǒ）。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會（huì）氧化．因（yīn）此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬（yìng）化（huà）層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應（yīng）甩，而主要應（yīng）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（céng）處理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麵形成一（yī）層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層（céng）處理的主要特點是：

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

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

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

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（nǐ）的使（shǐ）用效果，在（zài）一些場合具有（yǒu）比硬（yìng）質合金更好的效果。由（yóu）於ID覆層（céng）處理技術（shù）的設（shè）備相對而言比（bǐ）較簡單，成（chéng）本較低．無（wú）公害，目前該技（jì）術在日本、美國等（děng）都已（yǐ）得到廣泛的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家單位對該技術進行過研究（jiū）。通過十（shí）餘年的科研和實踐．已使該技術達（dá）到長期穩定生產的要求．並已（yǐ）成功應用到汽車、家電、五餘製管、冶（yě）金等行業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等（děng）類模具（jù）上，取（qǔ）得了極優的使（shǐ）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（fǎ）很多，對於具體的個案（àn），應根據工件和（hé）載荷大小、生產批量、被加工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（yìng）質合金為模具材料和對模具凸、凹模（mó）表麵進行化學氣相沉積(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：工件拉傷問（wèn）題是粘著磨損（sǔn）的結果，解（jiě）決工件拉傷問題的方（fāng）法較多，應根（gēn）據具體情況予以（yǐ）選擇。一般情（qíng）況下．采用硬質合金為（wéi）模具材料，對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行化學（xué）氣（qì）相沉積和TD覆層處理足解決工件及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷問題最有效最（zuì）經濟的方法。