五（wǔ）金模具拉傷的原因及解決措（cuò）施

工（gōng）件成形過程中拉傷產生的原因主要有以下兩種：

一是由於模具凸、凹模表麵的宏（hóng）觀機械凹凸不（bú）平或被成形材料與模具凸、凹（āo）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（āo）模表麵形成機械的磨（mó）損（sǔn），解決方法是對模具凸（tū）、凹模表麵進行仔細研磨加工，並加強生產環境的管理。

二是由於工件表麵與模具凸、凹模表麵粘著磨損而形成的拉（lā）傷，也（yě）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些基本措施。解決模具及工件成形過程中的拉傷問題應（yīng）依照減小粘著磨損的基本原則，通過改（gǎi）變接觸副的性質作（zuò）為出發（fā）點。以下（xià）就（jiù）構成此對接觸副的三（sān）方，即被成形工件的原材料方麵、工件（jiàn）與模具（jù）之（zhī）間、模具方麵分別予（yǔ）以分析。

1. 通過對原材料進行表麵處理，如對原材料進行（háng）磷（lín）化、噴塑或其他表麵處理，使被成形材料（liào）表麵形成一層非金（jīn）屬膜層，可以大大減輕或消除工（gōng）件的拉傷，這種方法往往成本較高（gāo），並需要添加另外的生產設備和增（zēng）加生產（chǎn）工序，盡管這種方法有時有些效果，實際生產中（zhōng）應用卻很少（shǎo）。

2.在模具與成形材料之間加一（yī）層PVC之類的（de）薄膜，有時也可以解決工件的拉傷問題。對於生產線，通過機構可以達（dá）到連續供（gòng）給薄膜（mó），而對（duì）於周期生產的衝壓設備，每生產一件工件需（xū）加一張薄膜，影響生產效（xiào）率，此（cǐ）方法一般成本也很高，還（hái）會產生大量廢料，對於小批量的大型工件的生產采用此種方法是可取的（de）。在一些成（chéng）形負荷很小的場合，有時通過添加潤（rùn）滑油或加EP(極壓)添加劑的潤（rùn）滑油就可以（yǐ）解（jiě）決工件的拉（lā）傷問題。

3. 模具（jù）方麵通過改變模具凸、凹模材料或對模具凸、凹模進行（háng）表麵處理，使被成形材料（liào）與凸、凹模這對接觸副性質發生改變（biàn）。實踐表明，這是（shì）解決拉傷問題經濟而有（yǒu）效的方法，也是（shì）目前（qián）廣泛采用的方法。

（1）從模具凸（tū）、凹模（mó）材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用（yòng）硬質合金，一般情況下，由這（zhè）種材料製（zhì）作（zuò）的凸、凹模抗拉傷（shāng）性能很高，存在的問（wèn）題是材（cái）料成本高，不易加（jiā）工（gōng），對於較大型的模具，由於（yú）燒製大型硬質合金塊較困難，即使燒製成功，加工過程（chéng）中也有可能（néng）出現開裂，成材率低，有些幾乎（hū）難以成形。此外硬質合金性脆，搬運、安裝使用過程（chéng）中都要極其小心，稍有不慎就有可（kě）能出現崩塊（kuài）或開裂而報廢。另外，由於硬質合金的組織結構是由硬質（zhì）的碳（tàn）化（huà）鎢顆粒（lì）和軟的粘結相（xiàng）鈷所組成，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，使（shǐ）用過程中鈷相會（huì）優先（xiān）磨損，使凸、凹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（mó）具凸、凹模表（biǎo）麵進行研磨（mó）拋光後方可進行再生產。采用合適的銅基合（hé）金也可解決工件的拉傷問題（tí），但銅基合金一般硬度較低，易出現磨損超差，在大批量生（shēng）產的情況下，這種材料的性價比（bǐ）較低。對於較大型（xíng）的模具（jù），如汽車覆蓋（gài）件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵，鑄鐵（tiě）隻能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷（shāng）問題，要徹底解決拉傷問題需輔以滲氮，鍍硬鉻等表麵處理。但如此製作的模具往（wǎng）往壽命比較短，在使用一段時間後（hòu），如出現拉傷，又（yòu）需修模並重新進行（háng）表（biǎo）麵處理。

（2）通過對（duì）模具進行表麵處理特別是（shì）對模具凸、凹模進行表麵超硬化處理是解決工（gōng）件表麵拉傷問題經濟而有效的（de）方法。表麵處理方法有多種，比較常用的有：鍍層方麵有鍍（dù）硬鉻、化（huà）學鍍鎳磷、刷鍍（dù）特（tè）種合金等；化學熱處理方麵有各類滲氮、滲硼、滲硫等；表麵超硬化處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（chù）理。電鍍、化學鍍、刷鍍（dù）是通過電化學或化學反應的方法（fǎ），在工件表麵形成合金鍍層（céng），工藝不同。合金鍍層性能各異。就耐（nài）磨抗咬合用途，目前應用較多的是鍍硬鉻、化（huà）學鍍（dù）鎳磷、刷鍍鎳鎢合金等。對於成形負荷較輕（qīng）或（huò）大型（xíng）模具（jù）采用這些方法有時（shí）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麵硬化層的硬度較低，容易出現磨損，而鍍層一旦磨損（sǔn），拉傷又會出現。另一方麵，鍍層與基體材料機械結合，在負荷較大（dà）的（de）場合，有時使用幾（jǐ）次鍍層就會剝落，而鍍層一旦剝落，其功效也就失去（qù）。化學熱處理是將工（gōng）件放入含某種或某幾種化學元素的介質中加熱保溫，通過工（gōng）件（jiàn）與介質的（de）物理化學作用，將這種或這幾種元（yuán）素滲入（rù）工件表麵，然後以適當（dāng）的（de）方式冷卻，從而改變了工（gōng）件表麵的成分和（hé）組（zǔ）織結構，並賦予工件不同的物理、化學和機械性能。化學熱處理的種類很多，根據所滲元素不同分類（lèi）為：各種滲碳、各種滲氮、各種氮（dàn）碳或碳氮共滲、滲硼、滲硫（liú）、滲鋁、滲鋅、滲其他各種金屬等（děng）。以耐磨、減摩、抗拉傷為目的（de）的化學熱處理（lǐ）目前常（cháng）用的是：滲碳、滲氮、滲硼（péng）、滲硫幾（jǐ）種。采用合適的模具材料輔以滲氮、滲硼等化學熱處理往往具有較常規鋼製模（mó）具高得多（duō）的（de）抗拉傷（shāng）性能。在缺乏其他表麵處理工藝方法的（de）情況下，這不適為一種較好的（de）選（xuǎn）擇，也是較常用的（de）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（guǒ）有限(一般l200Hv以下)，且化合（hé）物層（céng）較薄(10 V-m左右)，其耐磨（mó）性有限，而化合物層一旦磨損，拉傷又會（huì）出現，所以在大批量生（shēng）產過程中滲氮（dàn）處理往往還無（wú）法滿足生產要求。就（jiù）滲硼工藝而言（yán），其硬化（huà）層硬度可達1800 HV，耐磨性較高，但依（yī）據經驗，滲硼（péng）質量的穩定性和滲硼工件（jiàn）變形較大以及滲硼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。滲硫技術具有（yǒu）較高的減牽陛能，在一些場合（hé）也取得了（le）較（jiào）好的效果，但對於負荷較大的成形類（lèi）模具，效果有（yǒu）限。表麵超（chāo）硬化處理是指化學氣相沉積(L、，D)、物理氣相沉積(Ev'D)、物理化（huà）學氣相（xiàng）沉積(PVD)、"]-l-J覆層處理。這幾種表麵（miàn）處（chù）理的共同特點是都可以在工件表麵形成2 000 HV以上的硬化層，並（bìng）具有極高的耐磨抗咬合等性能。實踐證明，化學氣相沉積(O／D)、"ID覆層處理技（jì）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)和物理化學氣相沉積(PCVD)的工件（jiàn），雖然其表麵硬（yìng）度也可達到2 000-3 000 HV，甚至更高，表麵硬化層也（yě）具有極高（gāo）的耐磨、抗拉傷性能，但由（yóu）於其膜（mó）基結合力較CYD和TD覆層處理差距較大，往往在使用過程中過甲j脫落，發揮不出表麵超硬化層的（de）性能（néng）特點，因此這兩種方法除在載荷較小的情（qíng）況下有可能具有效果J'l、，一般的成形（xíng）類模具很難有（yǒu）滿意的效果。

（3）化學氣相沉積(CVD)的碳（tàn）化鈦c)或碳氮化（huà）鈦( )之類的材料、具（jù）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（bān）模（mó）具材料或經其他表麵（miàn）處理後高得（dé）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（shòu）命。其缺點是處理溫度高（gāo）．工件變形大．上件CVD處理完以後．需另外重新加熱淬火。而表麵（miàn）沉積層在空氣中於400～500℃以上的溫度（dù）下加熱會氧化（huà）．因此後續工序要求嚴格，稍有不慎，表麵硬化層就會（huì）遭受破（pò）壞．嚴藿製（zhì）約了其在鋼模上的應甩，而主要（yào）應用於硬質合金等無相變的材料。此外．CVD處理過程（chéng）中的排放物（wù）對環境汙染（rǎn）較大。"ID覆層處理（lǐ）國內又名（míng）熔鹽滲金屬、滲釩等。其原理是通過熱擴散作用於工件表麵（miàn）形成一層數（shù）微米至數十微米的碳化釩（fán）覆層。"ID覆層處（chù）理的主要特點是：

①覆層硬度高（gāo）．硬度可達3000I-IV左右（yòu）．具有極高的耐磨、抗拉傷、耐蝕等性能；

②由於是通過（guò）擴散形成的，所以覆層與基（jī）體具（jù）有冶（yě）金結合，這一點在成形類（lèi）模（mó）具上的應用極其重要；

③ID覆（fù）層處理後可以直接進行淬火．這一點特別適合於各類模具鋼材；④ID覆層處理可（kě）以（yǐ）重複進行。

大量（liàng）的實踐證明。在成形類模具上采用該技術具有其他表麵處理無法比擬的使用（yòng）效（xiào）果，在一些（xiē）場合具（jù）有（yǒu）比硬質合金更好的效果。由於ID覆層處理技術的設備相對而言比較簡單，成本較低．無公害，目前該技術在日本、美國（guó）等都（dōu）已得到（dào）廣泛的應（yīng）用 國內70年代即已開始（shǐ）研究該技術．到目前已有數（shù）十家單位對該技術（shù）進行過（guò）研究。通過十餘年的科研和實踐（jiàn）．已使該技術達到長期穩定生產的要（yào）求．並已成功（gōng）應（yīng）用到汽車、家電（diàn）、五餘製管、冶金等行（háng）業的（de）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。綜上所述，解決工件及模具（jù）凸（tū）、凹模表（biǎo）麵拉傷問題（tí）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、被加工材料的種類等情況選擇相應的方（fāng）法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用硬質合（hé）金（jīn）為模具材料和對模具凸、凹模（mó）表麵進行化（huà）學氣相沉積(CVD)、TD覆層（céng）處理為最好。其中又以"ID覆層處理性價比最高。

總之：工件拉傷（shāng）問題是粘著磨（mó）損的結果，解決工件拉傷問（wèn）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（mó）具材料，對模具（jù）凸、凹模表麵進行化學氣相沉積和TD覆層處理足解決（jué）工件

及模（mó）具凸、凹模（mó）表麵拉傷問題最有效最經濟的（de）方法。