五金模（mó）具拉傷的原（yuán）因及解決措施

工（gōng）件成形過（guò）程中拉傷產生的原因主（zhǔ）要有以下兩種：

一是（shì）由於模具凸、凹（āo）模表麵的宏觀（guān）機（jī）械凹凸不平或被成形（xíng）材（cái）料與模具凸、凹模表（biǎo）麵之間夾雜其他硬質顆（kē）粒（lì），都（dōu）會在工件（jiàn）表麵或模具凸、凹模表麵形成（chéng）機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹（āo）模表麵（miàn）進行仔細研磨加工（gōng），並加強生產環境的管理。

二（èr）是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉傷，也是生產中最常見的（de）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（zhān）著磨損的一（yī）些基本措施。解決模具（jù）及工件成形過程中的拉傷問題應依照減小粘著磨損（sǔn）的基本（běn）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（chéng）形（xíng）工件（jiàn）的原材（cái）料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行（háng）表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他（tā）表麵處理，使被成形材（cái）料表麵形成一層非金屬（shǔ）膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷，這（zhè）種方法往往成本較高，並需要添加另外的（de）生產設備和增加生產（chǎn）工序，盡管這種方法有（yǒu）時有些效果，實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形（xíng）材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解（jiě）決工件的拉（lā）傷問（wèn）題。對於生產線，通過機構可以達到連續供給薄（báo）膜，而對於周期生產的衝壓設備，每（měi）生產一件工件需加（jiā）一張（zhāng）薄膜，影響（xiǎng）生（shēng）產效率，此方法一（yī）般成本（běn）也很高，還會產生（shēng）大量廢料，對於小批量的大型工件的（de）生產（chǎn）采用此種方法（fǎ）是可取的。在一些成形（xíng）負荷很小（xiǎo）的場合，有時通過添（tiān）加潤滑油或加EP(極壓（yā）)添加劑的潤（rùn）滑（huá）油就可以解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵通過改（gǎi）變模具凸（tū）、凹模（mó）材料或對（duì）模具（jù）凸、凹模進（jìn）行（háng）表麵處理，使被成形材料與凸、凹模這對接觸副性（xìng）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，也是目前廣泛采（cǎi）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，可以采用硬質合金，一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很（hěn）高，存在的問題是材料成本高，不易加（jiā）工，對於（yú）較大（dà）型的模具，由於燒製大型硬質合金（jīn）塊較困難，即（jí）使燒製成功，加工過（guò）程中也有可能出現開裂，成（chéng）材率低，有些幾（jǐ）乎難以成形。此外硬質合金性脆，搬運（yùn）、安裝使用（yòng）過（guò）程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或（huò）開裂而報廢。另（lìng）外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的（de）碳化鎢顆粒和軟的粘結相鈷（gǔ）所組成（chéng），硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很（hěn）高，而鈷相（xiàng）由於硬度很低，耐磨性能（néng）較差，使（shǐ）用過程中鈷相會優先磨損，使凸、凹模表麵形（xíng）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（xū）對模具（jù）凸（tū）、凹模表麵進（jìn）行研磨拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合金（jīn）也可解決工（gōng）件的（de）拉傷問題，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（kuàng）下，這種材料的性價比較低。對於較大型的（de）模具，如汽車覆蓋件的（de）成形（xíng）模具，大量采用了合金（jīn）鑄鐵，鑄鐵隻能減輕（qīng）工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉（lā）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，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表麵處理（lǐ）。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對（duì）模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工件表麵拉（lā）傷問題經濟而有效的方法。表麵處理方法（fǎ）有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍（dù）鎳磷、刷鍍特種合金等（děng）；化學熱處理方麵有（yǒu）各類滲氮、滲硼、滲硫等（děng）；表麵超硬化（huà）處理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理（lǐ）化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電鍍（dù）、化學鍍、刷鍍是通過電（diàn）化學或化學（xué）反應的方法，在工（gōng）件表麵形成合金鍍層（céng），工藝不同。合金鍍層性（xìng）能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學（xué）鍍鎳（niè）磷、刷鍍（dù）鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕（qīng）或大型（xíng）模具采用這些方法有（yǒu）時可以取得一定的效果。這類表麵處理存在的問題是一方麵由於表（biǎo）麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉傷（shāng）又會出現。另一（yī）方麵，鍍層與基體材料（liào）機械結合，在負荷（hé）較大（dà）的場合，有時使（shǐ）用（yòng）幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功（gōng）效也就失去。化學熱處理是將工件放入含某種或（huò）某幾種化學元素的介質中加熱（rè）保溫（wēn），通過工件與介（jiè）質的物理化（huà）學作用，將這種或這幾（jǐ）種元素滲入工（gōng）件表麵，然後（hòu）以適當的方式冷卻，從而改變（biàn）了工件表麵的成分和組織結（jié）構，並（bìng）賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處理的（de）種（zhǒng）類很多，根據所滲元素不同分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮（dàn）碳或碳氮共滲、滲（shèn）硼、滲硫、滲（shèn）鋁、滲鋅、滲其他各種金屬（shǔ）等（děng）。以耐磨、減摩、抗拉（lā）傷為目的的化學熱處理目前常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模（mó）具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較（jiào）常規（guī）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情況下，這不適為一種較好的選擇，也是較常（cháng）用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的（de）化合物層具（jù）有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有（yǒu）限(一般（bān）l200Hv以下)，且化合物層（céng）較（jiào）薄(10 V-m左右（yòu）)，其（qí）耐磨性有限，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氮處理往往還無法滿足生產（chǎn）要求。就滲硼工藝（yì）而言，其硬化（huà）層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依據經驗，滲（shèn）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模具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（chǎng）合也取得了較好的效果，但對於負荷較（jiào）大的成形類（lèi）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（xiàng）沉積（jī）(Ev'D)、物理化（huà）學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵（miàn）處理的共同特點是（shì）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（mó）抗咬合等性能。實踐證明，化（huà）學氣相沉（chén）積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工件拉傷效果最好的方法（fǎ）。而經物理氣相沉積（jī）(PVD)和物理化學氣相（xiàng）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（yìng）化層也具有（yǒu）極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合（hé）力較CYD和（hé）TD覆層（céng）處理差距較（jiào）大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬（yìng）化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況（kuàng）下有可能具有（yǒu）效果J'l、，一般的成形類模具很難有滿意（yì）的效（xiào）果。

（3）化學氣相（xiàng）沉積(CVD)的碳（tàn）化鈦（tài）c)或碳氮化鈦( )之類的材料、具有極高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力很高，具有比一般模具材料或經其他表麵處理後高得（dé）多的耐磨、抗（kàng）拉份陛能（néng）。能夠（gòu）數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命（mìng）。其缺點是處理溫度高．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加（jiā）熱淬火。而表麵沉積層（céng）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（shèn），表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製（zhì）約了其（qí）在鋼模上的應甩（shuǎi），而主要應用於硬質合金等無相變的（de）材料。此外．CVD處理（lǐ）過程中的排放物對環境汙染較大。"ID覆層處理國內（nèi）又名熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通（tōng）過熱擴散作用於工件表麵形成一層（céng）數微（wēi）米至數十微米的碳（tàn）化釩覆層。

"ID覆（fù）層處理的主要特（tè）點是：

①覆（fù）層硬度高（gāo）．硬度可達3000I-IV左（zuǒ）右．具有極高的耐磨、抗（kàng）拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過（guò）擴散形（xíng）成的，所以覆層與基體（tǐ）具有冶金結（jié）合，這一點在（zài）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（zhè）一點特別適合於各類模（mó）具鋼材；④ID覆層處理可以重複進行。

大量的實踐證明。在成形類模具（jù）上采（cǎi）用該技術具有其他表麵處理（lǐ）無法比擬的使用（yòng）效果，在一些場合具有比（bǐ）硬質（zhì）合金更好的效果。由於ID覆（fù）層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術在日（rì）本、美國等都已得到廣泛（fàn）的應用 國內70年代即已開始研究該技術．到目前已有（yǒu）數（shù）十家單位對該技術進行過研究。通過十餘年（nián）的科研和實踐．已使該技術達到長期穩定生產（chǎn）的要求．並已成功應用（yòng）到汽車、家電（diàn）、五餘製管、冶金（jīn）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（suǒ）述（shù），解決工件及模（mó）具（jù）凸、凹（āo）模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加（jiā）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，以采用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積(CVD)、TD覆層（céng）處理為最（zuì）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磨損的結果，解決（jué）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料，對（duì）模具凸、凹模表麵進（jìn）行化學（xué）氣相沉積和TD覆層（céng）處理足解決工件及模具凸、凹模表麵（miàn）拉傷問題最有效最經濟的方法。