如何解決黏結瘤對模具的影響

摘要：在不銹鋼拉深沖壓過程中，機械運動貫穿始終。該沖壓工藝的實現都有其基本運動機理，這種運動是與模具密切相關的，各種模具的結構設計和力學設計最終都是為了滿足其能夠實現特定運動的要求。設計的模具能否嚴格完成實現沖壓工藝所需的運動，直接 影響 到沖壓件的品質，所以在模具設計中應對機械運動進行控制。同時為了達到產品形狀尺寸的要求，不能夠拘泥或局限于各種工藝基本運動模式中，而應不斷發展和創新，在模具設計中對機械運動靈活運用以及提出選擇摸具材料、制造、工藝潤滑注意點，從而提高產品質量和壽命。

關鍵詞：不銹鋼；工藝潤滑；黏結瘤；表面加工

引言：

我在和我們鹽城技師學院開展校企合作的鹽城悅達起亞模具廠實習，我在模具部實習模具制造，我跟著我的師傅學做模具，我發現不銹鋼拉深制件都有些拉毛的現象，我不放過我發現的問題進行思考，并向我師傅請教為什么會出現這種情況，師傅耐心的解釋給我聽。我又通過所學的專業知識綜合的進行分析。在此我要感謝我的學校給我這次實習的機會，也感謝鹽城悅達起亞模具廠的領導們對我的支持和幫助，以及感謝我師傅不怕煩的對我講解。

不銹鋼產品以其精美的外表 、優良的抗腐蝕性、抗高溫氧化性及高低溫強度而頗得人們的青睞，愈來愈廣泛地用于裝飾、輕工、民用五金、廚房設備及用具等行業。由于這類產品外觀質量要求較高，在產品的整個加工過程中，要保證高光亮度的產品表面不劃傷和擦傷難度確實很大，特別是由于不銹鋼薄板拉深特性所帶來的模具選材、熱處理、加工及工藝潤滑等問題直接影響到產品質量、產量、成品及模具壽命。

1 不銹鋼薄板制件的拉深特點

由于不銹鋼的屈服點高，硬度高，冷作硬化效應顯著，不銹鋼薄板進行拉深時其特點如下：

1）因導熱性比普通低碳鋼差，導致所需變形力差；

2）不銹鋼薄板拉深時，塑性變形劇烈硬化，薄板拉深時容易起需要較大的壓邊力；

3）不銹鋼薄板拉深過程中容易出現黏結瘤現象。

2 黏結瘤的產生

從微觀角度看，板料與模具表面都是凹凸不平的粗糙面，由于拉深過程中壓邊力較大，載荷由局部部位承受單位壓力很大；又因板料與模具間產生相對運動以及板料的塑性變形產生熱能，使得潤滑膜粘度下降，強度降低；板料上凸起部位在高壓、瞬時高溫、受運動剪切作用下，潤滑膜破裂，板料有模具直接接觸，板料凸起部位被模具凸起部位刮下成為碎片堆在模具凸起部位前方，如溫度足夠高，使得碎片軟化、熔化、枯焊在模具上，形成黏結瘤。黏結瘤一旦形成就很難脫落，且越黏越大，從而導致不銹鋼板料拉深產品表面留下嚴重劃痕。另外，拉深速度、板料變形大小等也對黏結瘤形成起著重要作用。如何避免拉深模黏結瘤的形成，提高拉深件的表面質量是不銹鋼薄板拉深中的技術難題所在。

3 解決措施

不銹鋼薄板拉深成形過程中出現黏結瘤的問題一直困擾著生產市場，給生產者帶來很大的麻煩，然而由于黏結瘤形成涉及到摩擦等問題，影響因素較多。目前，我們只能從不同角度提出措施來防止黏結瘤的形成及減少。

（1）模具關鍵部位的材料采用的熱處理方法

針對黏結瘤問題，選擇模具材料應根據不銹鋼板料與模具材料的親合關系注意兩點：選擇一是抗黏合性強，二是耐磨減摩的模具材料。一般來講，金屬晶格類型、晶格間距、電子密度、點化學性能相通的金屬，其相互吸引、溶解能力強，易黏附在一起，結果摩擦系數變大。Cr、Ni與Fe的互溶性大，因此用鋼模拉深時，更易發生黏結瘤現象。實踐證明：選用鑄鋁青銅、硬鋁青銅防黏效果較好；采用碳化鎢鋼硬質合金制造凹模比用軟氮化制造凹模壽命提高數倍，且不黏模；如果采用合金鑄鐵，只需在模具表面進行淬火，模具表面不會出現黏結瘤。另外在模具易損傷部位可采用硬質合金鑲塊，它具有優良的抗壓性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度及尺寸精度控制。但由于價格問題，生產中用得較少。

（2）模具重要部分的表面光整加工

不銹鋼拉深模表面質量要求很高。較低的表面粗糙度可以起到減摩和提高抗黏合性的作用，因此，拉深模在進行了磨削加工后，更重要的是消除加工痕跡。而在模具制造中往往忽視了研磨和拋光工序。應該指出，在整個模具加工過程中，拋磨工作量應占三分之一，因不銹鋼產品的外觀質量在很大程度上取決于模具的拋光技術。模具表面粗糙度降低，模具的修磨次數相應減少，模具使用壽命相應地得到提高。

（3）采用潤滑膜的方法

由不銹鋼拉深特性可知，形成黏結瘤是因為板料與模具發生了直接接觸，這是一個理論上不爭的事實，因此選擇潤滑劑或涂覆劑的首要點就是在板料拉深成型過程中潤滑膜自始至終不發生破裂并起潤滑作用。“防黏降摩”是選擇潤滑劑的基本出發點。

一般在潤滑劑中加一定比例的極壓添加劑或采用固體潤滑劑均可取得較好效果。這主要是提高潤滑劑對金屬表面的潤滑能力，用以產生含硫，磷，氯的化合物在高溫下與金屬表面起化學反應，生成硫化鐵，氯化鐵等來加強油膜強度和增強吸附能力，較好地潤滑模具與產品表面。固體潤滑劑則是填充到金屬表面的小坑內，使干磨擦接觸點減少到最少，另外固體潤滑劑有很高的穩定性，在高溫下也能起到潤滑作用，不易發生模具黏結。另外，由脂肪，礦物油，合成油脂，潤滑脂，皂液也可組成潤滑劑，且對不銹鋼淺拉深效果較好.

據我從《冷沖模模具設計手冊》中的一些資料，得知鹽浴處理可在表面獲得一層金屬軟模（如銅鋅鉛等），拉深成形過程中不會出現黏膜現象。另外，近年來研制出了一種以聚乙烯醇縮丁醛為主體的有機高分子潤滑膜，毛坯經過處理，表面得到一層有機潤滑膜，它可隨板料一起變形，這不僅避免了模具與板料的直接接觸，防止了黏膜，保證了產品表面質量。而且極大的減弱了模具與板料的摩擦作用，起到良好的潤滑作用，實驗表明效果良好。

結束語

綜上所述，本人對不銹鋼拉深特性了解到缺陷所在，因此對不良影響進行了一些解決方法，從而有利于產品質量提高和使用壽命。本人的知識有限，有些問題闡述的還不完善，謹請各位專家指正和提出見解。我在此感謝我的專業老師們和指導老師袁志兵老師不惜花費休息時間指導我。

參考文獻：

[1]《塑料模設計技術手冊》塑料模設計技術手冊編寫組.機械工業出版社，2002.

[2]《塑料模具技術》.張孝民.機械工業出版社，2004.

[3]《實用模具設計與制造手冊》.許發樾.機械工業出版社，2000.

作者簡介：顧仁偉（1987年10月15日）、男、漢、江蘇、模具工程師、大專、江蘇羽佳機械制造有限公司，研究方向：機械行業。