昆山拉伸類模具的表面拉傷問題及處理方法

一.昆山拉伸冷沖模的材料選擇
若被加工的選擇材料是鋼鐵材料，無論采用何種模具鋼或鑄鐵，在沒有任何采用合適的表面處理情況下，一般都很難解決工件的拉傷問題。
從模具凸、凹模材料入手解決工件的拉傷問題，可以采用硬質(zhì)合金。一般情況下，由這種材料制作的凸、凹?？估瓊阅芎芨?，存在的問題是材料成本高，不易加工。
對于較大型的模具，由于燒制大型硬質(zhì)合金塊較困難，即使燒制成功，加工過程也有可能出現(xiàn)開裂，成材率低，有些幾乎難以成形。此外，硬質(zhì)合金性脆，搬運、安裝使用過程中都要極其小心，稍有不慎就有可能出現(xiàn)崩塊或開裂而報廢。另外，由于硬質(zhì)合金的組織結構是由硬質(zhì)的碳化鎢顆粒和軟的粘結鈷相所組成，硬質(zhì)碳化鎢顆粒的耐磨抗咬合性能很高，而鈷相由于硬度很低，耐磨性較差，使用過程中鈷相會優(yōu)先磨損，使凸、凹模表面形成凹凸不平，如此生產(chǎn)出來的工件表面也會出現(xiàn)拉痕，此時，需對模具凸、凹模表面進行研磨拋光后方可進行再生產(chǎn)。對于奧氏體不銹鋼工件，由于其面心立方結構也容易與鈷相形成咬合而使工件的表面出現(xiàn)拉傷。
采用合適的銅基合金也可解決工件的拉傷問題，但銅基合金一般硬度較低，易出現(xiàn)磨損超差，在大批量生產(chǎn)的情況下，這種材料的性價比較低。
對于較大型的模具，如汽車覆蓋件的成形模具，大量采用了合金鑄鐵。鑄鐵只能減輕工件的拉傷，無法消除拉傷問題，要徹底解決拉傷問題，需輔以滲氮、鍍硬鉻等表面處理。但如此制作的模具往往壽命較短，在使用一段時間后，如出現(xiàn)拉傷，又需修模，并重新進行表面處理。
在模具材料方面，也有采用陶瓷制作模具凸、凹模，并成功解決工件拉傷問題的報道。由于其性脆，成本高，不可能大批量推廣應用。
對于生產(chǎn)批量很小而形狀簡單的大型拉伸類模具，也有采用橡膠等高分子類材料制作模具凸、凹模的報道，此類模具不會拉傷工件表面，但實際應用很少。
拉伸模具常見的拉傷和磨損以及斷裂是目前常見的問題，選材方面也是一直困擾的原因。大型的拉伸模具除了要求鋼材的材質(zhì)有保證外，尺寸的極限也不得不特殊定制或者鍛打，由此也對材質(zhì)的保證產(chǎn)生非常大的風險。
由世界上最大的特殊鋼鐵公司瑞典SSAB鋼鐵集團開發(fā)的TOOLOX新型工模具鋼，是一種具有高韌性、高耐磨性、基本沒有內(nèi)應力的一種預硬的新型工具鋼，而且具有非常高的純凈度，晶粒度非常細小，S、P含量極少，析出的碳化物含量少，而且非常均勻。關鍵在于幾乎不變形的特殊性，解決了尺寸穩(wěn)定性問題和極高的拋光效果，也大大減少了生產(chǎn)過程的粘著磨損，再者，達2米的寬度也解決了模具選材的尺寸限制。
二.解決拉伸模拉傷問題的一些方法
解決模具及工件成形過程中的拉傷問題，應依照減小粘著磨損的基本原則，通過改變接觸副的性質(zhì)作為出發(fā)點。
以下就構成此對接觸副的三方，即被成形工件的原材料方面、工件與模具之間、模具方面分別予以分析。
1.被成形工件的原材料方面
通過對原材料進行表面處理，如對原材料進行磷化、噴塑或其他表面處理，使被成形材料表面形成一層非金屬膜層，可以大大減輕或消除工件的拉傷。這種方法往往成本較高，并需要添加另外的生產(chǎn)設備和增加生產(chǎn)工序，盡管這種方法有時有些效果，但實際生產(chǎn)中應用卻很少。
2.工件與模具之間
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。對于生產(chǎn)線，通過機構可以達到連續(xù)供給薄膜；而對于周期生產(chǎn)的沖壓設備，每生產(chǎn)一件工件需加一張薄膜，影響生產(chǎn)效率。此方法一般成本也很高，還會產(chǎn)生大量廢料，對于小批量的大型工件的生產(chǎn)，采用此種方法是可取的。
在一些成形負荷很小的場合，有時通過添加潤滑油，或加EP添加劑的潤滑油就可以解決工件的拉傷問題。
3.模具方面
通過改變模具凸、凹模材料，或?qū)δ＞咄?、凹模進行表面處理，或者選用合適的模具材料，使被拉伸材料與凸、凹模這樣接觸性質(zhì)發(fā)生改變。實踐證明，這是解決拉傷問題經(jīng)濟而有效的方法，也是目前廣泛采用的方法。
規(guī)范的熱處理工藝也是目前存在的問題。對于拉伸模具的結構、模具鋼的力學性能要求等方面需要熱處理的配合，特別是大型、復雜的拉伸件，尺寸大對熱處理工件的爐內(nèi)擺放使受熱均勻、合理的工藝有較高的要求。尺寸變形和開裂常而發(fā)生，較高的硬度對后續(xù)的加工也增加難度和周期延長，從而成本提升。瑞典SSAB鋼鐵集團預硬的TOOLOX拓達鋼無需熱處理，避免了熱處理方面的問題，也減少模具周期，綜合成本方面得到降低。
綜上所述，解決工件及模具凸、凹模表面拉傷問題的方法很多。對于具體的個案，應根據(jù)工件和載荷大小、生產(chǎn)批量、被加工材料的種類等情況選擇應用的方法。在所有解決拉傷問題的方法中，以采用瑞典TOOLOX拓達鋼為模具材料，和對模具凸、凹模表面進行化學氣相沉積、TD覆層處理為最好，其中又以TOOLOX拓達鋼性價比最高。

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