五金模具拉（lā）傷（shāng）的原因及解決措施

工件成形過（guò）程中拉傷（shāng）產生的原因主要有以下兩種（zhǒng）：

一是由於模具凸、凹模表麵（miàn）的宏觀機械凹凸不平或被成形材料與模具凸、凹模表麵之間夾雜其他硬質顆粒，都會在工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的（de）磨損，解決方法是對（duì）模具凸、凹模表（biǎo）麵進行仔細研磨（mó）加工，並（bìng）加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模（mó）具（jù）凸、凹模表麵粘著磨損而形成的（de）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及減少粘著磨損的一（yī）些基本措施。解決模具及工（gōng）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，通過改變接觸副的性質作為出發點。

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

1. 通過對原材料進（jìn）行表麵處理，如對原材料進（jìn）行磷化、噴塑或其（qí）他（tā）表麵處理，使被成形材料表（biǎo）麵（miàn）形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的（de）拉傷，這種方法往往成本較高，並（bìng）需要添加另外的生產（chǎn）設備和增加生產工（gōng）序（xù），盡管這種方法有時有些效果（guǒ），實際（jì）生產（chǎn）中應用卻很（hěn）少。

2.在模具與成形材料之（zhī）間（jiān）加一層PVC之類的薄膜，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薄膜，而對於周期生產（chǎn）的衝壓設備，每生產一件工件需加一張薄膜，影響生產效（xiào）率，此方法一般成本也很高，還會產（chǎn）生大量廢（fèi）料，對於小批量的大型工件的（de）生產采用此種方法是可取的（de）。在一些成形（xíng）負荷很小的（de）場合，有時通過添加（jiā）潤滑油或加EP(極（jí）壓)添加（jiā）劑的（de）潤滑油就可以（yǐ）解決工件（jiàn）的拉傷問題（tí）。

3. 模具方麵通（tōng）過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進（jìn）行（háng）表麵處理，使（shǐ）被成形（xíng）材料與凸、凹模這（zhè）對接觸（chù）副性質發生改變。實踐（jiàn）表明，這是（shì）解決拉傷問題經濟而（ér）有效（xiào）的方法，也是目前廣泛采用的方法。

（1）從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉（lā）傷問題，可以采用硬質合金（jīn），一般情（qíng）況下，由這種（zhǒng）材料（liào）製作的凸（tū）、凹模抗拉傷性能很高，存在的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型的模具，由於燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程中也（yě）有可（kě）能出現開裂，成（chéng）材率低，有（yǒu）些幾乎難以成形。此外硬質合金（jīn）性脆（cuì），搬運、安裝使用（yòng）過程中都要極其小心，稍有不慎（shèn）就有可（kě）能出現崩塊或開裂而報廢。另（lìng）外，由於（yú）硬質合金的組織結（jié）構是由（yóu）硬質的碳化鎢顆（kē）粒（lì）和軟的粘結相鈷所組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差，使用過程中鈷（gǔ）相會優（yōu）先磨損，使（shǐ）凸、凹模表麵（miàn）形成凹凸（tū）不平，如此生產出來的工件表麵（miàn）也會出現拉痕，此時需（xū）對模具凸、凹模表麵進行研磨拋光後（hòu）方可進行再生產。采用合適的（de）銅基合金也可解決（jué）工件的拉傷問題，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下，這（zhè）種材料的性價比較低。對於較大型的模具，如汽（qì）車（chē）覆蓋（gài）件的（de）成形模具，大（dà）量采（cǎi）用了合金鑄鐵（tiě），鑄鐵隻能減輕工件的（de）拉傷，無法消除（chú）拉（lā）傷問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮（dàn），鍍（dù）硬鉻等表麵處（chù）理。但如此製作的模具（jù）往往壽命比較短，在（zài）使用（yòng）一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行（háng）表麵（miàn）處理。

（2）通過對模具進行表麵處理特別是對模具凸（tū）、凹模進行（háng）表（biǎo）麵超硬（yìng）化處理是解決工件表麵拉傷問題經濟（jì）而有效的方法。表麵處理方法有多種，比較常用的（de）有：鍍層方麵有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷（lín）、刷鍍特種合（hé）金等；化學熱處理方麵有（yǒu）各類滲氮、滲硼、滲硫等（děng）；表麵超（chāo）硬化處理方麵有（yǒu）化學氣相沉（chén）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（shuā）鍍是通過電化學或化學反應的（de）方法，在工件表麵形成合（hé）金鍍層（céng），工藝（yì）不同。合金（jīn）鍍層性能各異（yì）。就耐磨抗（kàng）咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕（qīng）或大型模具采用這（zhè）些方法有（yǒu）時可以取得一定（dìng）的效（xiào）果。這類表麵處理存在的問題是（shì）一方麵由於表麵硬化層的硬度（dù）較低，容易出現磨（mó）損，而鍍層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材（cái）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（luò），其功效（xiào）也就失去。化學熱處理是將工（gōng）件放入含某種或某幾種化學元素（sù）的介質中加熱保溫，通過工（gōng）件（jiàn）與介質的物理化學（xué）作用，將這種或這幾種元素滲入工件表麵，然後以適當的方（fāng）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（jī）械性（xìng）能（néng）。化（huà）學（xué）熱（rè）處理（lǐ）的種類很多，根據所滲元素不同分類為：各種（zhǒng）滲（shèn）碳、各種滲氮、各種氮碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金（jīn）屬等。以耐磨（mó）、減摩、抗拉傷為目（mù）的的化學熱處理目前常用（yòng）的是：滲碳、滲（shèn）氮、滲硼、滲硫幾種。

采用合適的模具材料輔以滲氮、滲（shèn）硼等化學熱處理往往（wǎng）具有較常規鋼製模具高得多的抗拉傷性能。在（zài）缺（quē）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，也是較常用（yòng）的方法（fǎ）。就滲氮處理而言，滲氮的化合物層具有很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有（yǒu）限(一般l200Hv以下)，且化合物（wù）層較薄(10 V-m左右)，其耐（nài）磨性有限，而化合（hé）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（fǎ）滿（mǎn）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（dàn）依據經驗，滲硼質量（liàng）的穩定性和滲硼（péng）工（gōng）件變形較大以及滲硼（péng）層抗拉傷性能較差是（shì）製約該技術在成（chéng）形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術（shù）具有較高的減牽陛能，在一些場合也取得了較好的效果，但對於負荷較大的成形類（lèi）模具，效果有限。表麵（miàn）超硬化處理（lǐ）是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉（chén）積(Ev'D)、物理化學氣（qì）相（xiàng）沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理（lǐ）的共同特點是都可以（yǐ）在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具（jù）有極高的耐磨抗咬合等性能（néng）。實（shí）踐證明，化學氣相沉積(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。而經物理氣相沉積（jī）(PVD)和物理（lǐ）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，表麵硬化層（céng）也具有極高的耐磨、抗拉傷性能，但由於其膜基結合力較CYD和TD覆層處理（lǐ）差距較大，往往在使用過（guò）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（fǎ）除在載荷較小的情（qíng）況下有可能具有效果（guǒ）J'l、，一般的（de）成形類模具很難有（yǒu）滿（mǎn）意的效果。

（3）化（huà）學氣相沉積(CVD)的（de）碳化（huà）鈦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（hòu）高得（dé）多的耐磨、抗拉（lā）份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的（de）使用壽命。其缺點（diǎn）是處（chù）理（lǐ）溫度高．工件變形大．上件CVD處（chù）理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在空氣中於400～500℃以（yǐ）上的溫度下加熱會氧化．因此後續（xù）工序要求嚴（yán）格，稍有不慎，表麵硬化層（céng）就會遭受破壞．嚴藿製（zhì）約（yuē）了其在鋼模上的應甩，而主（zhǔ）要應用（yòng）於硬質（zhì）合金等（děng）無相變的材料。此外．CVD處理過程中的排放物對環境汙染（rǎn）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（céng）數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的（de）主要特點是：

①覆層硬度高．硬度可（kě）達3000I-IV左右．具有極（jí）高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過擴散形成的，所（suǒ）以覆（fù）層與基體（tǐ）具（jù）有冶金結合（hé），這一點（diǎn）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（háng）淬火．這一點特別適合（hé）於各類模具鋼材；④ID覆層（céng）處理可以重複進（jìn）行。

大量的實踐證明（míng）。在成（chéng）形類模具上采用該技術具有其他表麵（miàn）處理無法比擬的使用（yòng）效果，在一些場合具有比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相（xiàng）對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該（gāi）技術在日本、美國等都已得到廣泛的應用 國內（nèi）70年代即已開始研究該技術．到目前已有數十家（jiā）單位對該技術進行過研究。通（tōng）過十餘年的科研和實踐．已使該技術達（dá）到長期穩定生產的要求．並（bìng）已成功應用到汽（qì）車、家電、五餘製管、冶金（jīn）等行業的拉（lā）伸、彎曲、翻邊、輥壓成形、冷鐓、粉末冶金等類模具上，取（qǔ）得了極優的使用（yòng）效（xiào）果。綜上所述，解決工件及模具凸、凹（āo）模（mó）表麵拉傷問題的方法很多，對於具體的個案，應根（gēn）據工件和載荷（hé）大小、生產批量、被加工材料的種（zhǒng）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（cǎi）用硬質合金為模具材料和對模具凸、凹模表（biǎo）麵進行化學氣相沉積（jī）(CVD)、TD覆層處理（lǐ）為最好。其中又以"ID覆層處理性（xìng）價比最高。

總之：工件拉傷問題是粘著磨損的結果，解（jiě）決（jué）工件拉傷問題（tí）的方法較多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下．采（cǎi）用硬質合金為模具（jù）材料，對模具凸、凹模（mó）表麵進行化學（xué）氣相沉積和TD覆層處（chù）理足解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的方法。