拉伸类模具的表面拉伤问题及其防止措施.doc

拉伸类模具的表面拉伤问题及其防止措施(2007/5/16)作者：彭智虎1唐丽文2（1.长沙特耐金属材料科技有限公司，湖南长沙410011；2.重庆工学院，重庆400050）模具工业2006年第32卷第1期（69~73）
摘要：分析了工件成形过程中表面拉伤问题及其产生的原因，并对期解决方法进行了讨论，重点介绍了表面处理，特别是热扩散法碳化物覆层处理（以下简称TD覆层处理）技术在拉伸类模具上的应用。中图分类号：TG17文献标识码：B文章编号：1001-2168（2006）01-0069-04SurfaceScratchProblemofDrawingDrawingDiesandTreatmntMeasuresPENGZhi-hu1,TANGLi-Wen2(1.ChangshaTopwellwearMetalMaterialScienceCo,Ltd,Changsha,Hunan4110011,China;2.ChongqingInstituteofTechnology,Chongqing4000500,China)Abstract:Thereasonofsurfacescratchduringtheformingprocessofworkpiec-ewasanalyzedandthesolutionwasdiscussed.Theapplicationofsurfacetreat-menttechnology,inparticularthermaldiffusionmethodcarbidecoveringtreatment(TDcoveringtreatmentforshort)indrawingdieswasintroducedindetail.keywords:drawingdie;fomingdie;scratch;TDcoveringtreatment.
1、引言：拉伸、弯曲、翻边、薄板辊压成形等模具，其共同特点是工件在成形过程中，模具与被加工材料的接触表面要产生相对滑动。在成形过程中，工件和模具表面易产生拉伤，也有称为拉毛、划伤。拉伤的后果是影响产品的外观和产品质量，无法进行正常生产。在成形工作压力比较大或在奥氏体不锈钢类材料拉伸成形时，拉伤现象表现得尤为严重。下面结合多年科研和实践经验，就此问题进行分析，并对其解决方法进行了探讨。2、拉伤的实质及解决措施工件成形过程中拉伤产生的原因主要有以下2种，一是由于模具凸、凹模表面的宏观机械凹凸不平或被成形材料与模具凸、凹模面之间夹杂其他硬质颗粒，都会在工件表面或模具凸、凹模表面形成机械的磨损，解决方法是对模具凸、凹模表面进行仔细研磨加工，并加强生产环境的管理。另一种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，也是生产中最常见的又不容易解决的一种状况，以下详细分析粘着磨损的产生及减少粘着磨损的一些基本措施。工件成形时，模具凸、凹模与被加工材料表面相互接触并相对滑动，组成一对摩擦副。由于材料表面不可能是完全平整的，总存在可以测到的粗糙度，所以真正的接触只发生在微观接触面上。分析表明，微观真实接触面积只是名义上的几何接触面积的一个小部分，在此微观接触面产生很大的机械应力，这些应力由于切向相对运动还会加强，以致受到负荷作用的粗糙面凸峰发生弹性或弹塑性变形，这样磨擦副双方表面的吸附层或反应层会遭到破坏，结果使暴露在表面的原子键联结或多或少地得到了加强，这种现象称为粘着作用。当摩擦副发生相对运动时，这种原子键又会相互脱开，原子键脱开并不一定都在原始微观接触处断开，而有可能在摩擦副双方表面层附近断开，其结果是材料从磨擦副的一方转移到磨擦副的另一方上去，这就是所谓的粘着磨损。实验证明，出现粘着磨损的磨擦副的表面非常粗糙，并有拉伤，其程度与法向力、磨擦副之间相对运动速度以及温度等负荷参数有关。当以上负荷参数超过了临界值时，粘着磨损突然加剧，出现所谓胶合现象，极端情况磨擦副间的相对运动停止，出现咬死现象。由上分析可见，工件成形时表面出现拉伤或咬死现象就是粘着摩损所引起的结果。要减少粘着磨损目前还缺乏统一的选择依据，大多需要依靠经验知识来确定，以下是减少粘着磨损所采取的一些基本措施：（1）尽量减少接触副之间的负荷，包括机械与热负荷。（2）避免采用金属配对副，而采用陶瓷与陶瓷、塑料与塑料，塑料与金属，陶瓷与金属或塑料与陶瓷配对副来代替。（3）当使用金属配对副时，应优先采用体心立方或六方体结构的材料，避免采用面心立方结构的材料。（4）采用非均质组织的材料。（5）采用润滑油膜使接触副隔开。（6）采用有EP（极压）添加剂的润滑油，使接触副表面上形成保护性的吸附层或反应层。3、解伤决拉伤问题的一些方法解决模具及工件成形过程中的拉伤问题应依照减小粘着磨损的基本原则，通过改变接触副的性质作为出发点。以