摘 要： 为减小冷冲压模具成型时出现的拉伤问题，以提高产品装车质量，是冲压件生产中首要解决的问题。本文分析了冲压制件加工生产中，发生拉伤问题的原因及解决方法。

关键词：模具材质；拉伤；表面处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.019

0 引言

在当今国激烈的国内外汽车市场竞争中，对汽车冲压件质量提出了越来越高的要求，尤其是对车身覆盖件，外露件的外观质量要求逐渐提高。

冷冲压模具在长期高效的使用过程中，模具凸、凹模表面如若没有采用任何合适的表面处理工艺的前提下，则无论采用何种模具钢或铸铁材质，模具表面都极易形成凹槽、拉痕、砂眼等质量缺陷，同时以上缺陷的产生又伴随着制件拉伤现象的出现。最终造成制件外观质量达不到有效的控制，影响最终产品的市场竞争力。

在实际生产过程中有效的控制模具表面凹槽、拉伤、砂眼等质量缺陷的产生，最终彻底解决产品拉伤等影响外观质量因素的出现的具体解决方案如下：

1 通过模具凸凹模基体材质的选择

从模具凸、凹模材质方面考虑如何能够解决制件拉伤的问题，例如，可以在凸、凹模材质中大量采用硬质合金钢来替代原有材质，通常情况下可以有效提高凸、凹模的抗拉性能，但此种方法虽然有效提升了凸、凹模的硬度，但也带来了拉延性能降低的限制，伴随着加工困难，成本较高等问题的产生，且受到尺寸规格等因素的限制，故存在很大的局限性。

采用铜基合金来充当凸、凹模材质也可有效的解决制件的拉伤问题，但是由于铜基合金通常其硬度较低，极易出现磨损现象，易造成制件的尺寸超差，在制件大批量的生产的情况下，采用铜基合金此种材质作为凸、凹模材质的性价比则较低。

针对汽车外板件的成形模具中，大量以合金铸铁，铸铁等材质来充当模具基体的前提下，只能减轻工件的拉伤，无法彻底消除拉伤现象。

在冲压工艺发展的阶段中，采用聚氨酯橡胶等高分子类材料制作模具凸、凹模的事例也屡见不鲜，但由于聚氨酯橡胶等高分子类材料制作的模具存在钢性较差等弱点，局限了其应用范围，故在汽车模具中的应用较少。

2 解决产品制件拉伤的方案

解决模具凸、凹模表面及产品制件在成型过程中的拉伤问题，应从减小粘着磨损的方面进行考虑。

（1）对产品制件的原材料环节进行处理，例如对原材料表面进行磷化、喷塑等处理方式进行处理，使被成形制件表面存在一层非金属模层，这样可以大幅度减轻或消除工件的拉伤现象，但由于原材料的采购成本较高，造成生产成本随之提高，利润及市场竞争力的降低，导致此种方法在实际生产中应用却较少。

（2）在小批量生产过程中，也可以在易发生拉伤部位的模具与产品制件之间加铺一层PVC塑料薄膜，以达到解决产品的拉伤现象的目的。但此种方法受到生产效率降低，增加采购PVC塑料薄膜成本，以及在拉延过程中产生的大量薄膜碎末会严重降低模具的使用寿命等因素影响。此方案很少应用在大批量的线生产过程中。

（3）通过在制件与凸凹模之间涂抹拉延夜的方法也可在一定程度上控制拉伤现象的产生，但由于在后续须及时对制件表面及模具表面进行清理，以免制件及模具在存放过程中出现锈蚀，及后序装焊生产过程中出现迸溅及刺激性气味的污染。

（4）通过对模具凸凹模表面进行不同的表面处理方法，可以采用改变模具表层的化学成分、性能、组织结构的方法，从而彻底改善和提高模具凸、凹模的表面性能。例如凸、凹表面硬度、摩擦性能、耐磨性、脱膜性能、隔热性能、耐腐蚀和高温抗氧化性能，提高型腔表面抗擦伤能力、脱模能力、抗咬合性能等，从而数倍、甚至熟十倍地提高模具的使用寿命。这对于提高模具质量，大幅度降低生产成本，提高生产效率和充分发挥模具材料的潜能都具有很大的意义。

目前，在模具上使用的各种表面处理技术多达数十种之多，依据原理的不同，大致可归纳为：物理气相沉积，化学气相沉积，物理化学气相沉积，TD覆层处理等。虽然提高模具表面性能新技术不断出现，但在冲压模具制造过程中应用较为普遍的仍主要为渗碳、渗氮和硬化膜沉积技术。且其中，物理气相沉积法具有温度低，制件变形量小的诸多优点，但存在膜层与基体的结合能力较差，工艺绕镀性不好的缺点，往往难以发挥出超硬化合物膜层的性能优势。化学气相沉积方法则具有膜基结合力较强，工艺绕镀性较好等突出优点，但对于大量的基体材料而言，其后续基体硬化处理程序则相对较困难，膜层极易受到破坏。因此其应用范围有一定的局限性，主要集中应用于硬质合金等基体材质上。物理化学气相沉积方法温度要求低，膜基结合力及工艺绕镀性均较物理气相沉积法有较大提高，但相比于扩散法，膜基结合力仍存在较大的差距，此外由于物理化学气相沉积法仍属于等离子体成膜，虽然其绕镀性较物理气相沉积法有所改善，但无法彻底予以消除。

但由于扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层，与基体形成冶金结合，具有物理气相沉积、物理化学气相沉积方法无法比拟的膜基结合力，因此该技术能够发挥出超硬膜层的真正性能优势，此外，该技术不存在绕镀性问题，后续基体硬化处理相对方便，并可进行多次重复处理，使该技术的适用性更为广泛。

虽然不同的基体材料、不同的使用场合TD覆层处理工艺存在着一些细微的差别，但其过程均是将预处理的基体放入硼砂混合物中，通过特定的温度环境下保温特定的时间后，在基体表面形成一层覆层，根据材质极要求的不同，选择一种适当方式进行冷却处理，并进行一些相应的后续处理。

通过改变模具凸、凹模材质，以达到增强基体整体硬度的目的；对模具凸、凹模进行表面处理的工艺，以满足原材料与凸、凹模之间减少直接接触，降低彼此之间产生的粘着磨损的目的；通过以上两种工艺相互结合与互补的方案，以达到最终解决产品拉伤问题的出现。通过实践证实，在汽车冲压件及模具生产过程中，以采用硬质合金为模具材料和对模具凸、凹模表面进行扩散法金属碳化物履层技术最为行之有效的方案，同时也是目前应用最广泛的方法之一。

综上所述，能够解决制件及模具凸、凹模表面拉伤问题的方法非常多，但对于具体的个案，则应依据产品的产量、成型面积、拉延深度、产品材质等具体情况，具体考虑性价比较高的处理方案。

作者简介：吕兴宇（1982-），男，辽宁海城人，研究方向：模具设计与制造。