五金模具拉伤的原因及（jí）解决措施

工件（jiàn）成形过程中拉伤产生的原因主要有以下两种：

一是（shì）由于模（mó）具凸、凹模表面的宏观机械凹凸不平或被成形材料与模具凸（tū）、凹模表面之间夹杂其（qí）他硬质颗粒，都会（huì）在工件表面（miàn）或模具凸、凹模表面形成机械的（de）磨损，解决方法是对模具凸、凹模表（biǎo）面进行仔细研磨加工，并加强生产环（huán）境的管（guǎn）理。

二是由于工件表面与模具凸、凹模表面粘着磨损而形成的拉伤，也是生产中最常见（jiàn）的又不容（róng）易解决的（de）一种（zhǒng）状况，以下详细（xì）分析粘着磨损的产生及减少粘着磨损的（de）一些基本措施。解决模具及工件成形过程中的拉伤问题应依照减小粘着（zhe）磨损的基（jī）本（běn）原则，通（tōng）过改变接触副的性质作为出发（fā）点。以下就（jiù）构成（chéng）此对接触副的三方，即被成形工件的原材料方面、工件与模具（jù）之间、模具方面分别予以分析（xī）。

1. 通过对原材料进行表（biǎo）面处理，如对原材料进行磷化、喷塑或其他表面处理，使被成形材料表面形成一层非金属膜层，可以（yǐ）大大减（jiǎn）轻或消除工件的拉伤，这种（zhǒng）方法往往成本较高，并需要添加（jiā）另外的生产设备和增加生产工序，尽管这种方法有时（shí）有些效果，实际生产中应用（yòng）却很少（shǎo）。

2.在模具与（yǔ）成形材料之间加一层PVC之（zhī）类的薄膜，有时也可（kě）以（yǐ）解（jiě）决工件（jiàn）的拉伤问题。对于（yú）生（shēng）产线，通过机构可以达到（dào）连续供给薄膜（mó），而对于周（zhōu）期生产（chǎn）的冲压（yā）设备，每生产一件工件需加一张薄膜，影响生产效率，此方法一般成本也很高，还会产生大量废料，对于小批量的大型工件的生产（chǎn）采用此种方法是可取的。在一些成形负荷很小的场合（hé），有时通过添（tiān）加润滑油或加EP(极压)添加剂的润滑油就可以解决工件的拉伤问题。

3. 模具方面通过改变模具凸、凹模材（cái）料或对模具（jù）凸、凹模（mó）进行表面处理，使（shǐ）被成形材料与凸、凹模这对接触副性质发生改变。实践表明，这是解决拉伤问题经济而有（yǒu）效的方法，也是目前广泛采用（yòng）的方法（fǎ）。

（1）从模具凸、凹模材料入手解决工（gōng）件的拉伤问题，可以采用（yòng）硬质合金，一般情况下，由这种材料制作的（de）凸、凹模抗拉伤性能很高，存在的问题是材料成本（běn）高，不易（yì）加工，对于较大型的模具，由于烧制大型硬质合金块较困难，即使烧制成功，加工过程中（zhōng）也有可能出现开裂，成材率低，有些几乎难（nán）以成形。此外硬质合金性脆，搬运、安（ān）装（zhuāng）使用过程中都要极其小心，稍有不慎就有可能（néng）出现崩块或开裂而报废。另外，由于硬质合金的组织结构是由硬质（zhì）的碳化钨颗粒和（hé）软的粘结相钴所组成，硬质碳（tàn）化钨颗粒的耐磨抗咬合性能很高，而钴相（xiàng）由于硬度很低，耐磨性能较差，使用过程中钴（gǔ）相会优先磨（mó）损，使凸、凹模表面形成凹凸不平（píng），如此生产出来的工件表面也会出现拉痕，此时（shí）需对模具凸、凹模表面进行研磨抛光（guāng）后方可进行再生产。采用合适（shì）的铜基合金也可解（jiě）决工件的拉（lā）伤问题，但铜基合金一般硬度较低，易出现磨损超差，在大（dà）批量生产的（de）情（qíng）况下，这种材料的性价比较低。对于较大型的模具，如汽（qì）车覆盖件的成形模具，大量采用了合金（jīn）铸（zhù）铁，铸铁（tiě）只能减轻（qīng）工件（jiàn）的拉（lā）伤，无法消除拉伤问题，要彻底解决拉伤问题需辅以渗氮，镀硬铬等表面处理（lǐ）。但如此制作（zuò）的（de）模具往往寿命比较短，在使（shǐ）用一段时间后，如出现拉伤，又（yòu）需修模并重（chóng）新进行表面处理。

（2）通过对模具进行表面处理特别是对模具凸、凹模进行表面超硬化处理是解决工件表面拉（lā）伤问题经济而有效的方法。表（biǎo）面（miàn）处理方法有多种，比较常用的有：镀层方面有（yǒu）镀硬铬、化学镀镍磷、刷镀特（tè）种合金等；化学热处理方（fāng）面有（yǒu）各类渗氮、渗硼、渗硫等（děng）；表面超硬化处理方面有化学气相沉（chén）积（jī）(CVD)、物（wù）理气（qì）相沉积(VVD)、物理化学（xué）气相沉积(PvD)、"ID覆层处理。电（diàn）镀、化学镀、刷镀是通过电化（huà）学或化学反应的方法，在工件（jiàn）表面形成合金镀（dù）层，工艺不同。合金镀层性（xìng）能各异（yì）。就耐磨（mó）抗咬合用途，目（mù）前应用较多的是镀硬铬、化学镀镍磷、刷镀镍钨合金等。对于成形负荷（hé）较轻或大型模具采（cǎi）用这些方法有时可以取得一定的效（xiào）果。这类表面处理存在的问题是一（yī）方面由于表面硬化层的硬（yìng）度较低，容易（yì）出现磨损，而镀层一旦磨损，拉伤又会出现。另一方面，镀层与基体材料机械结合，在负荷较大的场合（hé），有时使用几次镀层就会剥（bāo）落，而镀层一旦剥落，其功（gōng）效也就失去。化学热（rè）处理是将（jiāng）工件放入含某种或某几（jǐ）种化学元素的介质（zhì）中加热保温，通过工件与介质的物理化学作用，将这（zhè）种或这几种元素渗入工件表面（miàn），然后（hòu）以适当的方式冷却，从而改变了工件表面的成分和组织结构，并赋予工件不同的物理、化学和机械性能（néng）。化学热处理的种（zhǒng）类很多，根据所（suǒ）渗元素不同分类为：各种渗（shèn）碳、各种渗（shèn）氮、各（gè）种氮碳或碳氮共渗、渗硼、渗硫（liú）、渗铝、渗锌、渗其他（tā）各种金属等。以耐磨（mó）、减摩、抗拉伤为目（mù）的的化学（xué）热处理目前常用的是：渗（shèn）碳、渗氮、渗硼、渗硫几种。采用合适的模具（jù）材料辅以渗氮、渗硼等化（huà）学热处理往往（wǎng）具有较常规钢制（zhì）模具（jù）高得多的抗拉伤性能。在缺乏其他表面处理工艺方法的情况下，这不适（shì）为一种较好的选择，也是较常用的方法。就渗氮处理（lǐ）而言，渗氮的化合物层具有很高的抗（kàng）拉伤性能（néng），但由于其硬化效果有限(一般l200Hv以下)，且化合物（wù）层（céng）较薄(10 V-m左右（yòu）)，其（qí）耐磨性有限，而化合物层一旦磨损，拉伤又会出现，所以在（zài）大批量生产过程中渗氮处理往往（wǎng）还无法满足生产（chǎn）要求。就渗硼工艺而（ér）言，其硬化层硬度可达（dá）1800 HV，耐磨性较高（gāo），但（dàn）依据经验，渗硼质量的（de）稳定性和渗硼工件（jiàn）变形较大以及渗硼层（céng）抗拉伤性能较差（chà）是制约该技术在（zài）成形类模具上应用的几个重（chóng）要因素。渗硫技术具有较高的减牵陛能，在一些场合也取得了较好的（de）效果，但对于负荷较大的成形类模具，效果有限。表面超硬化处理是指化学气（qì）相沉积(L、，D)、物理气相沉积(Ev'D)、物理化学气相（xiàng）沉积（jī）(PVD)、"]-l-J覆（fù）层处理。这几种表面（miàn）处理的共同特点是都可以在工件表面形成2 000 HV以上的硬化层，并具有极高的耐磨抗咬合等性能。实践证明（míng），化学（xué）气相沉积(O／D)、"ID覆层处理技术是目前解决（jué）工（gōng）件拉伤效果最好的方法。而（ér）经物理气相沉积（jī）(PVD)和物（wù）理（lǐ）化学气相（xiàng）沉积(PCVD)的工件，虽然其表面硬度（dù）也可达到2 000-3 000 HV，甚至（zhì）更高，表面硬化层（céng）也具有极高的耐磨、抗拉伤性能，但（dàn）由于其膜基结合力较CYD和TD覆层处理差距较大（dà），往往在使用过程中（zhōng）过甲j脱（tuō）落，发挥不出（chū）表面超硬化层（céng）的性能特点（diǎn），因（yīn）此这两种方法除在载荷较小的情况下有可能具有（yǒu）效果J'l、，一般的成形类模（mó）具（jù）很难有满意的效果。

（3）化学气相沉积（jī）(CVD)的碳化钛c)或碳氮（dàn）化钛( )之类的材（cái）料、具有极高的硬度(3 000I-IV以上)，加上其（qí）膜基结合力很高，具有比一般模具材料或经其他表面处理后高得多的耐磨、抗拉份（fèn）陛能。能够数倍至几十倍地（dì）提高模具的使用寿命。其（qí）缺点是（shì）处理温度高．工件变形（xíng）大．上件CVD处理完（wán）以后．需另外重新加热淬火。而表面（miàn）沉积层在空气中于400～500℃以上的温度下加热会氧化．因此后续工序要求严格，稍有不慎，表面硬化层就会遭受破坏．严藿制约了其在钢模上（shàng）的应甩，而主要应用于硬质合（hé）金等无相变的材料。此外．CVD处理过程中的排放物对环境污染较大。"ID覆层处理国内又名熔盐渗金属、渗钒等。其原理是通过热（rè）扩散作用于工件表面（miàn）形成一层数微米至数十微米（mǐ）的碳（tàn）化钒（fán）覆层。"ID覆层处理的主要特（tè）点是：

①覆层硬度高．硬度可达3000I-IV左右（yòu）．具有极高的耐磨、抗拉（lā）伤、耐蚀等性能（néng）；

②由于是通过扩散形成的，所以覆层与基体具（jù）有冶（yě）金结合，这一点在成形（xíng）类模具上的应用极（jí）其重（chóng）要；

③ID覆层处理后可以直接进（jìn）行淬火．这一（yī）点（diǎn）特别适（shì）合于各（gè）类模具钢材；④ID覆（fù）层处理（lǐ）可以重复进行。

大量的实践（jiàn）证明。在成（chéng）形类模具上采用该技术具（jù）有其他表面处理无法比拟（nǐ）的使用（yòng）效果，在一些场合具（jù）有比硬质合金更（gèng）好的效果。由于ID覆层处（chù）理技术的设备相对而言比（bǐ）较简单，成本较低．无公害，目前该技术在日本、美国等都已（yǐ）得到广泛的应用 国内70年代即已开始研究该技术．到目（mù）前已有（yǒu）数十家单位对该技术进（jìn）行过研究。通过十余年的科研和实践．已使该技术达到长期稳定生产的（de）要求．并已成功应用到汽车、家电、五余制管、冶金等行业的拉伸、弯曲、翻边、辊压成形、冷镦、粉末冶金等类模具（jù）上，取得了极优的使用效果（guǒ）。综上所述，解决工件及模具（jù）凸、凹模（mó）表面拉伤问题的方法很多，对于具（jù）体的个案，应根据工件和载荷大小、生产批量、被加工材（cái）料的种类等情况选择相（xiàng）应的方法。在所有解决拉伤问题的方法中，以采用硬质合金为模具（jù）材料和对模具凸、凹模表面进行化学气相沉积(CVD)、TD覆层处理为最好。其中又以"ID覆层处理性价比最高。

总之：工件拉伤问题是粘着磨损的结果，解决工件拉（lā）伤问题的方法较多，应根（gēn）据具体情况予以选择。一般情（qíng）况下．采用硬（yìng）质合金为模具材料，对模具凸、凹模表面进行化学（xué）气相沉积和TD覆层处理足解决工件

及模具凸、凹模表面拉伤问题最有效最经（jīng）济的方法。