五金模具拉傷的原因及解決措施

工件成形過程中拉傷產生（shēng）的原因主要有以下兩種：

一是（shì）由（yóu）於模具凸（tū）、凹模表（biǎo）麵的宏觀（guān）機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模（mó）表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都（dōu）會（huì）在工件表麵或模具凸、凹模表（biǎo）麵形成機械的磨（mó）損，解決方法是對模具凸、凹模表麵進行仔細研磨加（jiā）工，並加強生（shēng）產環境的管理。

二是由於工件（jiàn）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又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著磨損的產生（shēng）及（jí）減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工（gōng）件（jiàn）成形（xíng）過程中的拉傷問題應依照減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（diǎn）。

以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方麵、工件與模具之間、模具方麵分別予以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其（qí）他表麵處理，使（shǐ）被成形材料表麵形成一（yī）層非金屬膜（mó）層，可以大大（dà）減輕或消除工件的（de）拉傷，這種方法（fǎ）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（shēng）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）件的拉傷問（wèn）題。對於生產線，通過機構（gòu）可以達到連續供給薄膜，而（ér）對於周期（qī）生產的衝壓設備，每（měi）生（shēng）產一件工件需加一張薄膜，影響生產效率，此方法一般成本也很高，還會產生（shēng）大（dà）量廢料，對於小批（pī）量的大型工（gōng）件的生產采用此（cǐ）種方法（fǎ）是可取的。在一（yī）些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油或加EP(極壓)添加劑的潤滑油（yóu）就可以（yǐ）解決工件的拉傷問題。

3. 模具方麵（miàn）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（bèi）成形材料與凸、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濟而有效的方法，也是目前廣（guǎng）泛采用的方法（fǎ）。

（1）從模具（jù）凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質合金（jīn），一般情況下，由這種材料製作的凸、凹模抗拉傷性（xìng）能很高，存在的問題是材料成本（běn）高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大（dà）型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功，加（jiā）工過程中也有可能（néng）出現開裂，成材率低，有些（xiē）幾乎難（nán）以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程中（zhōng）都（dōu）要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或（huò）開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質的碳（tàn）化鎢顆粒和軟的（de）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（yóu）於硬度很低，耐磨性能較差，使（shǐ）用（yòng）過程中鈷相會優先磨（mó）損（sǔn），使凸、凹（āo）模表麵形成凹凸不平，如此生產出來的工件表麵也會（huì）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（jìn）行再生產。采用（yòng）合適的銅基合金也可解決工件（jiàn）的拉傷問題，但銅基（jī）合（hé）金一般（bān）硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生產的（de）情況下，這種（zhǒng）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，大量采（cǎi）用了合金鑄鐵，鑄（zhù）鐵隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻（gè）等表麵處理。但如（rú）此製（zhì）作的（de）模具（jù）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。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解（jiě）決工件表麵拉傷問題經濟而有效的方法。表麵處（chù）理方法有（yǒu）多種（zhǒng），比較常用（yòng）的有：鍍層方麵有鍍硬鉻（gè）、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等（děng）；化學熱處理方麵有各（gè）類（lèi）滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處（chù）理方麵有化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉積(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電（diàn）鍍、化學鍍、刷鍍是通過電化學或化學反應的方法，在（zài）工件表麵形成合（hé）金鍍層，工藝不同。合金鍍層性能各異。就（jiù）耐（nài）磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷（shuā）鍍鎳鎢合金等。對於成（chéng）形（xíng）負荷（hé）較輕（qīng）或大（dà）型模具（jù）采用這些方法有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（dàn）磨損，拉傷又（yòu）會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大的場合，有時使用幾次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效（xiào）也就失去。化（huà）學熱處理（lǐ）是將工件放入含某種或某幾種化學元（yuán）素的介質中加（jiā）熱保（bǎo）溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這（zhè）種或這幾種元素滲入工件表麵，然後（hòu）以適當的方式冷卻，從而（ér）改變了工件表麵的成分和組織結構，並賦予工件不（bú）同的物理、化學和機械性能。化學（xué）熱處理（lǐ）的（de）種類很多，根據所滲元素（sù）不（bú）同分類為：各種滲碳、各種（zhǒng）滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲（shèn）鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等。以耐磨、減摩、抗拉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。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼（péng）等化學熱處（chù）理往往具有較（jiào）常規鋼製模具高得多的抗拉（lā）傷性能。在缺乏其他表麵處理工藝方（fāng）法的情況（kuàng）下，這（zhè）不適為一種較好的選擇，也是較常用的方法。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其（qí）硬化（huà）效（xiào）果有限(一般（bān）l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層（céng）一旦磨損（sǔn），拉（lā）傷又會出現，所以在大（dà）批量生產過程中滲氮處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（shèn）硼工件變形較大以及滲（shèn）硼層抗拉傷性能較差是（shì）製約該技術在成形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有較（jiào）高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好（hǎo）的效果（guǒ），但對於負荷較大的成形類模具，效果有（yǒu）限。表麵（miàn）超（chāo）硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物（wù）理化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層（céng）處理。這幾種表麵處理的共同（tóng）特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以（yǐ）上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬（yǎo）合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技術是目前解決工（gōng）件（jiàn）拉傷效果最好的方法。而經物理氣相（xiàng）沉積(PVD)和（hé）物（wù）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（gèng）高，表麵硬化層也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基（jī）結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落（luò），發揮不出表麵超硬化層的性能特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情況下有可能具有效果J'l、，一般的成（chéng）形類模具很（hěn）難（nán）有滿意的效果。

（3）化學氣（qì）相沉積(CVD)的碳化鈦c)或碳（tàn）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（jī）結合力很高，具（jù）有比（bǐ）一般模具材料或經（jīng）其他表麵處理（lǐ）後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍（bèi）至幾十倍（bèi）地提高模（mó）具的使用壽命。其缺點是處理溫度高．工件變（biàn）形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層（céng）在空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱（rè）會氧化．因（yīn）此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上（shàng）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（wù）對環（huán）境汙染較大。"ID覆層處理國內又（yòu）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層數微米至數十微米的碳化（huà）釩（fán）覆（fù）層。

"ID覆層處理的主要特（tè）點是：

①覆（fù）層硬度高．硬度可達3000I-IV左右．具有極（jí）高的耐磨（mó）、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是（shì）通過擴散形成的，所（suǒ）以覆層與基體具有冶金結合（hé），這一（yī）點在成形類模具上的應用極其重要；

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

大量的實踐證明。在成形（xíng）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質合金更（gèng）好的效果。由於ID覆（fù）層處理技（jì）術的設備（bèi）相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術在（zài）日本、美國等都（dōu）已（yǐ）得到（dào）廣泛的應用 國內70年代即已開（kāi）始研究該技術．到（dào）目前已有數十家單位（wèi）對該（gāi）技術進行過研究。通過十餘年的科研和實踐．已使該技術達到長期（qī）穩定生產的要求．並已成功應用到汽車、家電、五餘（yú）製（zhì）管、冶金等行（háng）業的拉伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類（lèi）模具上，取（qǔ）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（wèn）題的方法很（hěn）多，對於具體的個案，應根據（jù）工件和載荷大小、生產批量、被加工（gōng）材料的種類等情況選擇相應的方法。在（zài）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（mó）表麵進行化學（xué）氣相沉（chén）積(CVD)、TD覆層處理為最好。其中又（yòu）以"ID覆層處理（lǐ）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，對模具凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理（lǐ）足解決工件及模具凸、凹模表（biǎo）麵拉傷問（wèn）題最有效最經濟的（de）方法。