| 一、拉伸冷冲模材料选择
若被加工的选择材料是钢铁材料，无论采用何种模具钢或铸铁，在没有任何采用合适的表面处理情况下，一般都很难解决工件的拉伤问题。
从模具凸、凹模材料入手解决工件的拉伤问题，可以采用硬质合金，一般情况下，由这种材料制作的凸、凹模抗拉伤性能很高，存在的问题是材料成本高，不易加工，对于较大型的模具，由于烧制大型硬质合金块较困难，即使烧制成功，加工过程也有可能出现开裂，成材率低，有些几乎难以成形。此外硬脂合金性脆，搬运、安装使用过程中都要极其小心，稍有不慎就有可能出现崩块或开裂而报废。另外由于硬质合金的组织结构是由硬质的碳化钨颗粒和软的粘结相钻所组成，硬质碳化钨颗粒的耐磨抗咬合性能很高，而钴相由于硬度很低，耐磨性较差，使用过程中钴相会优先磨损，使凸、凹模表面形成凹凸不平，如此生产出来的工件表面也会出现拉痕，此时需对模具凸、凹模表面进行研磨抛光后方可进行再生产。对于奥氏体不锈钢工件，由于其面心立方结构也容易与钴相形成咬合而使工件的表面出现拉伤。
采用合适的铜基合金也可解决工件的拉伤问题，但铜基合金一般硬度较低，易出现磨损超差，在大批量生产的情况下，这种材料的性价比较低。
对于较大型的模具，如汽车覆盖件的成形模具，大量采用了合金铸铁，铸铁只能减轻工件的拉伤，无法消除拉伤问题，要彻底解决拉伤问题需辅以渗氮，镀硬铬等表面处理。但如此制作的模具往往寿命较短，在使用一段时间后，如出现拉伤，又需修模并重新进行表面处理。
在模具材料方面，也有采用陶瓷制作模具凸、凹模并成功解决工件拉伤问题的报道。由于其性脆，成本高，不可能大批量推广应用。
对于生产批量很小而形状简单的大型拉伸类模具，也有采用橡胶等高分子类材料制作模具凸、凹模的报道，此类模具不会拉伤工件表面，但实际应用很少。
二、解决拉伸模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。以下就构成此对接触副的3方，即被成形工件的原材料方面、工件与模具之间、模具方面分别予以分析。
1.被成形工件的原材料方面
通过对原材料进行表面处理，如对原材料进行磷化、喷塑或其他表面处理，使被成形材料表面形成一层非金属模层，可以大大减轻或消除工件的拉伤，这种方法往往成本较高，并需要添加另外的生产设备和增加生产工序，尽管这种方法有时有些效果，实际生产中应用却很少。
2.工件与模具之间
在模具与成形材料之间加一层PVC之类的薄膜，有时也可以解决工件的拉伤问题。对于生产线通过机构可以达到连续供给薄膜，而对于周期生产的冲压设备，每生产一件工件需加一张薄膜，影响生产效率，此方法一般成本也很高，还会生产大量废料，对于小批量的大型工件的生产采用此种方法是可取的。
在一些成形负荷很小的场合，有时通过添加润滑油或加EP添加剂的润滑油就可以解决工件的拉伤问题。
3.模具方面
通过改变模具凸、凹墨材料或对模具凸、凹模进行表面处理，使被成材料与凸、凹模这样接触副性质发生改变。实践证明，这是解决拉伤问题经济而有效的方法，也是目前广泛采用的方法。
三、拉伸类冷冲模表面处理
通过对模具进行表面处理特别是对模具凸、凹模表面超硬化处理是解决工件表面拉伤问题经济有效的办法。表面处理方法有多种，比较常用的有：镀层方面有镀硬铬、化学镀镍磷、刷镀特种合金等；化学热处理方面有各类渗氮、渗硼、渗硫等。表面超硬化处理方面有化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、物理化学气相沉积(PVD)、TD覆层处理。
电镀、化学镀、刷镀是通过电化学或化学反应的方法，在工件表面形成合金镀层，工艺不同，合金镀层性能各异。就耐磨抗咬合用途，目前应用较多的是镀硬铬、化学镀镍磷、刷镀镍钨合金等。对于成形负荷较轻或大型模具采用这些方法有时可以取得一定的效果。这类表面处理存在的问题是一方面由于表面硬化层的硬度相对较低，容易出现磨损，而镀层一旦磨损，拉伤又会出现。另一方面，镀层与基体材料机械结合，在负荷较大的场合，有时使用几次镀层酒会剥落，而镀层一旦剥落，其功效也就失去。
化学热处理是将工件放入含某种或某几种化学元素的介质中加热保温，通过工件与介质的物理化学作用，将这种或这几种元素渗入工件表面，然后以适当的方式冷却，从而改变了工件表面的成分和组织结构，并赋予工件不同的物理、化学和机械性能。化学热处理的种类很多，根据所渗元素不同分类为：各种渗碳、各种渗氮、各种渗碳或渗氮共渗，渗硼、渗硫、渗铝、渗锌、渗其他各种金属等。以耐磨、减摩、抗拉伤为目的的化学热处理目前常用的是：渗碳、渗氮、渗硼、渗硫几种。
采用合适的模具材料辅以渗氮、渗硼等化学热处理往往具有较常规钢制模具高得多的抗拉伤性能。在缺乏其他表面处理工艺方法的情况下，这不适为一种较好的选择，也是较常用的方法。就渗氮处理而言，渗氮的化合物层具有很高的抗拉伤性能，但由于其硬化效果有限，且化合物层较薄，其耐磨性有限，而化合物层一旦磨损，拉伤又会出现，所以在大批量生产过程中渗氮处理往往还无法满足生产要求。就渗硼工艺而言，其硬化层硬度可达1800HV，耐磨性较高，但依据经验，，渗硼质量的稳定性和渗硼工件变形较大，以及渗硼层抗拉伤性能较差是制约该技术在成形类模具上应用的几个重要因素。渗硫技术具有较高的减摩性能，在一些场合也取得了较好的效果，但对于负荷较大的成形类模具，效果有限。
表面超硬化处理是指化学气相沉积、物理气相沉积、物理化学气相沉积、TD覆层处理。这几种表面处理的共同特点是都可以在工件表面形成2000HV以上的硬化层，并具有极高的耐磨抗咬合等性能。实践证明，化学气相沉积、TD覆层处理技术是目前解决工件拉伤效果最好的方法，而经物理气相沉积和物理化学气相沉积的工件，虽然其表面硬度也可达到2000～3000HV，甚至更高，表面硬化层也具有极高的耐磨、抗拉伤性能，但由于其膜基合力较CVD和TD覆层处理差距较大，往往在使用过程中过早脱落，发挥不出表面超硬化层的性能特点，因此这两种方法除在负荷较小的情况下有可能具有效果外，一般的成形类模具很难有满意的效果。
化学气相沉积的碳化钛或碳氮化钛之类的材料，具有极高的硬度，加上其膜基结合力很高，，具有比一般模具材料或经其他表面处理后高得多的耐磨、抗拉伤性能，能够数倍至几十倍地提高模具的使用寿命。其缺点是处理温度高，工件变形大，工作处理完以后，需另外重新加热淬火，而表面沉积层在空气中于400-500°C以上的温度下加热会氧化，因此后续工序要求严格，稍有不慎，表面硬化层就会遭到破坏，严重制约了其在钢模上的应用，而主要应用于硬质合金等无相变的材料，此外，CVD处理过程中的排放物对环境污染较大。
TD覆层处理国内又名熔盐渗金属、渗钒等，其原理是通过热扩散作用于工件表面形成一层数微米至数十微米的碳化钒覆层。TD覆层处理的主要特点是：(1)覆层硬度高，硬度可达3000HV左右，具有极高的耐磨、抗拉伤、耐蚀等性能；(2)由于是通过扩散形势的，所以覆层与基体具有冶金结合，这一点对在成形类模具上的应用极其重要；(3)TD覆层处理后可以直接进行淬火，这一点特别适合于各类模具钢材；(4)TD覆层处理可以重复进行。大量的实践证明，在成形类模具上采用该技术具有其他表面处理无法比拟的使用效果，在一些场合具有比硬质合金更好的效果。由于TD覆层处理技术的设备相对而言比较简单，成本较低，无公害，目前该技术在日本、美国等都已得到广泛的应用。国内70年代即已开始研究该技术，到目前已有数十家单位对该技术进行过研究。通过十余年的科研和实践，已使该技术达到长期稳定生产的要求，并已成功应用到汽车、家电、五金、制管、冶金等行业的拉伸、弯曲、翻边、冷镦、粉末冶金等类模具上，取得了极优的使用效果。
综上所述，解决工件及模具凸、凹模表面拉伤问题的方法很多，对于具体的个案，应根据工件和载荷大小、生产批量、被加工材料的种类等情况选择应用的方法。在所有解决拉伤问题的方法中，以采用硬质合金为模具材料和对模具凸、凹模表面进行化学气相沉积、TD覆层处理为最好。其中又以TD覆层处理性价比最高。
⑴首先制件的设计要合理，尽可能选用最好的结构方案，制件的设计者要考虑到制件的技术要求及其结构必须符合模具制造的工艺性和可行性。
⑵模具的设计是提高模具质量的最重要的一步，需要考虑到很多因素，包括模具材料的选用，模具结构的可使用性及安全性，模具零件的可加工性及模具维修的方便性，这些在设计之初应尽量考虑得周全些。
①模具材料的选用既要满足客户对产品质量的要求，还需考虑到材料的成本及其在设定周期内的强度，当然还要根据模具的类型、使用工作方式、加工速度、主要失效形式等因素来选材。例如：冲裁模的主要失效形式是刃口磨损，就要选择表面硬度高、耐磨性好的材料；冲压模主要承受周期性载荷，易引起表面疲劳裂纹，导致表层剥落，那就要选择表面韧性好的材料；拉深模应选择磨擦系数特别低的材料；压铸模由于受到循环热应力作用，故应选择热疲劳性强的材料；对于注塑模，当塑件为ABS、PP、PC之类材料时，模具材料可选择预硬调质钢，当塑件为高光洁度、透明的材料时，可选耐蚀不锈钢，当制品批量大时，可选择淬火回火钢。另外还需要考虑采用与制件亲和力较小的模具材料，以防粘模加剧模具零件的磨损，从而影响模具的质量。
②模具结构设计时，尽量结构紧凑、操作方便，还要保证模具零件有足够的强度和刚度；在模具结构允许时，模具零件各表面的转角应尽可能设计成圆角过渡，以避免应力集中；对于凹模、型腔及部分凸模、型芯，可采用组合或镶拼结构来消除应力集中，细长凸模或型芯，在结构上需采取适当的保护措施；对于冷冲模，应配置防止制件或废料堵塞的装置(如：弹顶销、压缩空气等)。与此同时，还要考虑如何减少滑动配合件及频繁撞击件在长期使用中磨损所带来的对模具质量的影响。
③在设计中必须减少在维修某一零部件时需拆装的范围，特别是易损件更换时，尽可能减少其拆装范围。
⑶模具的制造过程也是确保模具质量的重要一环，模具制造过程中的加工方法和加工精度也会影响到模具的使用寿命。各零部件的精度直接影响到模具整体装配情况，除掉设备自身精度的影响外，则需通过改善零件的加工方法，提高钳工在模具磨配过程中的技术水平，来提高模具零件的加工精度；若模具整体装配效果达不到要求，则会在试模中让模具在不正常状态下动作的几率提高，对模具的总体质量将会有很大影响。
因此，为保证模具具有良好的原始精度—原始的模具质量，在制造过程中首先要合理选择高精度的加工方法，如电火花、线切割、数控加工等等，同时应注意模具的精度检查，包括模具零件的加工精度、装配精度及通过试模验收工作综合检查模具的精度，在检查时还需尽量选用高精度的测量仪器，对于那些成形表面曲面结构复杂的模具零件，若用普通的直尺、游标卡就无法达到精确的测量数据，这时就需选用三坐标测量仪之类的精密测量设备，来确保测量数据的准确性。
⑷对模具主要成形零部件进行表面强化，以提高模具零件表面耐磨性，从而更好地提高模具质量。对于表面强化，要根据不同用途的模具，选用不同的强化方法。例如：冲裁模可采用电火花强化、硬质合金堆焊等，以提高模具零件表层的耐磨性和抗压强度；压铸模、塑料模等热加工模具钢零件可采用渗氮(硬氮化)处理，以提高零件的耐磨性、耐热疲劳性和耐磨蚀性；拉深模、弯曲模可采用渗硫处理，以减少摩擦系数，提高材料的耐磨性；碳氮共渗(软氮化)可应用于各类模具的表面强化处理。另外，近几年发展起来的一种称为FCVA真空镀金刚石膜技术，能在零件表层形成一层与基体结合异常牢固又十分光滑均匀密实的保护膜，这种技术特别适合于模具表面保护性处理，也是提高模具质量的一种效果显著的方法。当然，如果制件属试制产品或生产批量相当小的话，就不一定非要进行模具零件的表面强化处理。
⑸模具的正确使用与维护，也是提高模具质量的一大因素。例如：模具的安装调试方式应恰当，在有热流道的情况下，电源接线要正确，冷却水路要满足设计要求，模具在生产中注塑机、压铸机、压力机的参数需与设计要求相符合等等。在正确使用模具时，还需对模具进行定期维护保养，模具的导柱、导套及其他有相对运动的部位应经常加注润滑油，对于锻模、塑料模、压铸模之类模具在每模成形前都应将润滑剂或起模剂喷涂于成形零件表面。对模具进行有计划的防护性维护，并通过维护过程中的数据处理，则可预防模具在生产中可能出现的问题，还可提高维修工作效率。
总之，要想提高模具的质量，首先必须每个环节都要考虑到对模具质量的影响，其次还须通过各部门的通力合作。模具的质量是模具企业自身实力的真实体现。
结束语
质量是一个古老而又常新的话题！模具的质量，无论是模具的设计者和制造者、制件的设计者，还是模具的使用者都应积极关心的问题，随着技术的不断创新、新材料的广泛采用、加工工艺的不断变革，使用与维护条件的差异等等都不同程度的影响模具的质量。“模具质量”的涉及面很广泛，相当复杂，提高模具质量的方法有多种，途径也很多，本文仅从自己的观点略作阐述，应该能使模具行业的读者们对“如何提高模具质量”有更广泛、更深刻的认识。 |
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