五金模具拉傷的原（yuán）因及解（jiě）決措施

工件成形過程中拉傷產生的原因主要（yào）有以下兩（liǎng）種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏觀（guān）機械凹凸不平或被成形材（cái）料與模具凸、凹模表（biǎo）麵之間夾（jiá）雜其他硬質顆粒，都（dōu）會在（zài）工件表麵或模具凸、凹模表麵形成機械的磨損，解決方法是對模具凸、凹模表麵（miàn）進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管（guǎn）理。

二是由於（yú）工件表（biǎo）麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的（de）拉傷（shāng），也是生產中最常見的又不容易（yì）解決的一種狀況（kuàng），以下詳細分析粘著（zhe）磨損的產生（shēng）及減少粘著磨損的一些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉（lā）傷問題應依照減小粘著（zhe）磨（mó）損的基本原則（zé），通過改變接（jiē）觸副（fù）的性質作為出發點。

以下就構成此對接觸副的（de）三方，即被成形工件的原材料方（fāng）麵、工件（jiàn）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（lǐ），如（rú）對原材料進行磷化、噴塑或其（qí）他表麵處（chù）理，使被成形材（cái）料表麵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（wǎng）成（chéng）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（fǎ）有（yǒu）時有些（xiē）效果（guǒ），實際生產中應用卻很少。

2.在模具與成形材料之間加一層PVC之類的薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對（duì）於生產線（xiàn），通過（guò）機構可以達到連續供給薄膜（mó），而對於周（zhōu）期生產的衝壓設備，每生產一件工件（jiàn）需加一張薄膜，影響生產效率，此（cǐ）方法一（yī）般成本也很高，還（hái）會產生大量廢料，對（duì）於（yú）小批量的（de）大型（xíng）工件的生產采（cǎi）用此種方法是可取的。在（zài）一些成形（xíng）負荷很（hěn）小的場合，有時通過添加潤滑油或加（jiā）EP(極壓)添加劑的潤滑油就可以解（jiě）決工件的（de）拉傷（shāng）問題。

3. 模具方麵通過改變（biàn）模具凸、凹模材料或對（duì）模具凸、凹模進行表麵（miàn）處理（lǐ），使被成形材料與（yǔ）凸、凹（āo）模這對接觸副（fù）性質發生改變（biàn）。實踐表明，這是解決拉傷問題經濟而有效的方法，也是（shì）目前（qián）廣泛采用（yòng）的方法。

（1）從模具凸、凹模（mó）材料入手解決（jué）工件的拉傷問題，可（kě）以采用硬質合金，一（yī）般情況下，由這種材料製作的凸（tū）、凹模抗拉傷性（xìng）能很高，存在（zài）的問題是材料成本高，不易加工，對於較大型（xíng）的模具，由於燒製大型硬（yìng）質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過（guò）程中也有可（kě）能出（chū）現開裂，成材率（lǜ）低，有些幾乎難以成形（xíng）。此（cǐ）外硬質合金（jīn）性脆，搬運、安裝（zhuāng）使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現崩塊或開（kāi）裂而報廢。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相鈷所（suǒ）組成，硬質碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能（néng）很高，而鈷相由於硬度很低，耐磨性能較差（chà），使用過程中（zhōng）鈷相會優先磨損（sǔn），使凸、凹模表（biǎo）麵（miàn）形成凹凸不平，如此生（shēng）產出來（lái）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（jìn）行再生產。采用（yòng）合適的銅基（jī）合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較（jiào）低，易出現磨損（sǔn）超差，在大批量（liàng）生產的情況下，這種材料的性價比較低。對於較（jiào）大型的模具，如（rú）汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵隻能減（jiǎn）輕工件的拉傷（shāng），無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷（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（jiào）短，在使用一段時間後，如出現拉傷，又需修模並重新進行表（biǎo）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決工件表麵拉傷問題（tí）經濟而有效的方法（fǎ）。表麵處理方法有（yǒu）多種，比較常用（yòng）的有：鍍層方麵（miàn）有鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍特種合金等；化學熱處理方（fāng）麵有各類滲氮、滲硼（péng）、滲硫等；表麵超硬化處理方麵有化學氣相沉（chén）積（jī）(CVD)、物理（lǐ）氣相沉積(VVD)、物理化學氣相沉（chén）積（jī）(PvD)、"ID覆層處理（lǐ）。電鍍、化學鍍（dù）、刷鍍是通過電化學或化學反應的方（fāng）法，在工件表麵形成合金鍍層，工藝不同。合金鍍層（céng）性能各異。就耐磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化學鍍鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕或大型模具采用這些方法有時可以取得一定的效果。這類表麵處理存（cún）在（zài）的問題是一方麵（miàn）由於表麵硬化層的硬度較低（dī），容易出現磨損，而鍍層一旦磨損，拉（lā）傷又會出現。另一方麵，鍍層與基（jī）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，其功效也就失去。化學熱處理是將工件（jiàn）放入含某種或某幾（jǐ）種化（huà）學元素的介質（zhì）中加熱保溫，通過工件與介質的物理化學作用，將這種或（huò）這幾種元（yuán）素滲入工件表麵（miàn），然後以適當的方式冷卻，從而改（gǎi）變了工（gōng）件（jiàn）表麵（miàn）的成分和組織結（jié）構，並賦予工件不同的物（wù）理、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同（tóng）分類為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮碳或（huò）碳氮（dàn）共滲、滲硼、滲硫、滲鋁、滲鋅、滲其（qí）他各種金屬等（děng）。以耐磨、減摩（mó）、抗拉傷為目的的化學熱處理目前常用的是：滲碳、滲氮、滲硼、滲硫幾種。

采用（yòng）合適的模（mó）具（jù）材料輔（fǔ）以滲氮、滲硼（péng）等化學熱處理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（tā）表麵處理工藝方法的情況下，這不適為一種較好的選（xuǎn）擇，也是較常（cháng）用的方法（fǎ）。就滲氮處理（lǐ）而言，滲氮的化合物層具有（yǒu）很高的抗拉傷性能，但由於其硬化效果有（yǒu）限(一般l200Hv以下)，且化合物層較薄(10 V-m左右)，其耐磨性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會出現，所以（yǐ）在大批量生產過程中（zhōng）滲氮處理（lǐ）往往還無（wú）法滿足生產要求。就（jiù）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（xìng）和滲硼工件變形較大以及（jí）滲硼層抗拉傷性能（néng）較差是製約該技術在（zài）成（chéng）形類模具上應用的幾個重要因素。滲硫技術具有（yǒu）較高的減牽陛（bì）能，在一些場合也取（qǔ）得了較好（hǎo）的效果，但（dàn）對於負荷較大的成形類模具，效果有限。表麵超（chāo）硬化（huà）處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理（lǐ）化學氣相沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵處理的共同特點是都可以在工件（jiàn）表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並具有極高的耐磨抗咬合等性能（néng）。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層（céng）處理技（jì）術是目前解決（jué）工件拉傷效果最好的方法。而經（jīng）物理氣相沉積(PVD)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件，雖然其表麵硬度也可（kě）達到2 000-3 000 HV，甚（shèn）至更高（gāo），表（biǎo）麵硬化層也具有極高的耐（nài）磨、抗拉傷性能，但由（yóu）於其膜基結合力較（jiào）CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫（tuō）落，發揮（huī）不出表麵超硬化層的性能（néng）特點，因此這兩種方法除在載荷（hé）較小的情況下有可能具有效果J'l、，一（yī）般的成形類模具很難有滿意的效果。

（3）化學氣相沉積（jī）(CVD)的碳化鈦c)或碳（tàn）氮化鈦( )之（zhī）類的材料、具有極高的硬度（dù）(3 000I-IV以上)，加上其膜基結合力（lì）很高，具有比（bǐ）一般模具材料或經其他（tā）表麵處理後高得多的耐磨、抗拉份陛能。能夠數倍至幾十倍地提高模具的使用壽命。其（qí）缺點是處理溫度高．工件變形大．上件（jiàn）CVD處理（lǐ）完以後（hòu）．需另外重新加熱淬火。而表麵沉積層在（zài）空氣中於400～500℃以上的溫度下加熱會氧化（huà）．因此後續工序（xù）要求嚴格，稍（shāo）有不慎，表麵硬（yìng）化層就會遭受破壞．嚴藿製約了其在鋼模上的應甩，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（pái）放物對環境汙染較（jiào）大。"ID覆層處理國（guó）內又名熔鹽滲（shèn）金屬、滲釩等。其原理是通（tōng）過熱擴（kuò）散作用於工件表麵形成一層數微米至數十微米的碳化釩覆層。

"ID覆層處理的主要特點是：

①覆層硬度（dù）高．硬度可達3000I-IV左右．具有極高的耐磨（mó）、抗拉傷（shāng）、耐蝕等（děng）性能；

②由（yóu）於是通過（guò）擴散形（xíng）成的，所以覆層與基體具有冶（yě）金結合，這（zhè）一點在成（chéng）形類（lèi）模具上的應用（yòng）極其重要；

③ID覆層處理後可以直接進行淬火．這一點特別適合（hé）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。在成形類模具上采用（yòng）該技（jì）術具有其他表麵處理無法比擬的使用效果，在一（yī）些場合（hé）具有比硬質（zhì）合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單（dān），成本較低．無公害，目前（qián）該技術在（zài）日本、美國等都（dōu）已（yǐ）得（dé）到廣泛的應用（yòng） 國內70年代即已開始研究該（gāi）技術．到目前已有數十家單位（wèi）對該技術進行過研究。通過十餘（yú）年的（de）科研和實踐．已使該技術達到（dào）長期穩定生產的要求．並已成功（gōng）應用到汽（qì）車、家電、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（yě）金等類（lèi）模具上，取（qǔ）得了極優的使用效果（guǒ）。綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表麵拉傷問題的方法很多，對於具體（tǐ）的個案，應根據工件和載荷大小、生產批量、被加工材料的種類等情況（kuàng）選擇相應（yīng）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覆層處理為最好。其（qí）中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工（gōng）件拉傷問題（tí）是粘著磨損的結果，解決工件拉傷問題的（de）方法較（jiào）多，應根據具體情況予以選擇。一般情況下（xià）．采用硬質合（hé）金為模具材料（liào），對模具凸、凹模表麵進行化學氣相（xiàng）沉積和TD覆（fù）層處理足解決工件及模具凸（tū）、凹模表麵拉傷問題最有效最經濟的（de）方（fāng）法。