引伸(拉延、拉伸)，彎曲、翻邊、薄板輥壓成型等類(lèi)模具，其共同特點(diǎn)是工件在成型過(guò)程中，模具與被加工材料的接觸表面要產(chǎn)生相對滑動(dòng)。一般而言，被加工材料以各類(lèi)鋼鐵材料及各類(lèi)鍍層鋼板居多，而模具一般由鋼鐵制成。此類(lèi)工況存在的一個(gè)很大問(wèn)題是成型過(guò)程中，工件和模具表面易產(chǎn)生拉傷，也有稱(chēng)為拉毛、劃傷、或拉絲的。拉傷的后果是影響產(chǎn)品的外觀(guān)和產(chǎn)品的質(zhì)量。一些場(chǎng)合，工件表面拉傷，即是廢品。拉傷嚴重時(shí)形成咬死現象，無(wú)法進(jìn)行正常生產(chǎn)。成型工作壓力比較大或奧氏體不銹鋼類(lèi)材料成型時(shí)拉傷現象表現得尤為嚴重。對于此種現象，目前國內還缺乏較系統的研究，對其解決方法的選擇缺乏有效的指導原則，而國外則相反。本文結合筆者多年的科研和實(shí)踐經(jīng)驗，就此問(wèn)題進(jìn)行分析，并對其解決方法進(jìn)行了較詳細的介紹。
工件拉傷問(wèn)題的實(shí)質(zhì)及解決拉傷問(wèn)題的基本措施
工件成型過(guò)程中拉傷問(wèn)題分以下兩種狀況，一種情況是由于模具的宏觀(guān)機械凹凸不平或被成型材料與模具之間夾雜其它硬質(zhì)顆粒，都會(huì )在工件表面形成機械的切削。此種情況在實(shí)際生產(chǎn)中可能會(huì )出現，其解決方法是完善模具設計和制模時(shí)對模具表面進(jìn)行仔細研磨加工，并加強生產(chǎn)環(huán)境的管理。本文以下主要討論另一種情況的拉傷問(wèn)題。
另一種情況是由于工件表面與模具表面粘著(zhù)磨損[1]而形成的拉傷，也是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的又不容易解決的一種狀況，以下詳細分析粘著(zhù)磨損的產(chǎn)生及減少粘著(zhù)磨損的一些基本措施。
成型類(lèi)模具加工工件時(shí)，模具與被加工材料表面相互接觸并相對滑動(dòng)，組成一對接觸副或摩擦副。由于材料表面不可能是完全平整的，總存在可以測到的粗糙度，所以真正的接觸只發(fā)生在微觀(guān)接觸面上。分析表明，微觀(guān)真實(shí)接觸面積只是名義上的幾何接觸面積的一個(gè)小部分，由此微觀(guān)接觸面范圍內產(chǎn)生很大的機械應力，這些應力由于切向相對運動(dòng)還會(huì )加強，以致受到負荷作用的粗糙面凸峰發(fā)生彈性或彈塑性變形，這樣摩擦副雙方表面的吸附層或反應層會(huì )遭到破壞，結果使暴露在表面的原子鍵聯(lián)結或多或少地得到加強，這種現象稱(chēng)為粘著(zhù)作用。當磨擦副發(fā)生相對運動(dòng)時(shí)，這種原子鍵又會(huì )相互脫開(kāi)，原子鍵脫開(kāi)并不一定都在原始微觀(guān)接觸處斷開(kāi)，而有可能在磨擦副雙方表面層附近斷開(kāi)，其結果是材料從磨擦副的一方轉移到磨擦副的另一方上去，這就是所謂的粘著(zhù)磨損[1]。實(shí)驗證明，出現粘著(zhù)磨損的磨擦副的表面非常粗糙，并有拉傷，其程度與法向力，磨擦副之間相對運動(dòng)速度以及溫度等負荷參數有關(guān)。當以上負荷參數超過(guò)了臨界值時(shí)，粘著(zhù)磨損突然加劇，出現所謂膠合現象，極端情況摩擦副間的相對運動(dòng)停止，出現咬死現象。由上分析可見(jiàn)，工件成型時(shí)表面出現拉傷或咬死現象就是粘著(zhù)磨損所引起的結果。
要減少粘著(zhù)磨損目前還缺乏統一的選擇判據，大多需要依靠經(jīng)驗知識來(lái)確定，以下是減少粘磨損所采取的一些基本措施。
1)盡量減少接觸副之間的負荷，包括機械與熱負荷;
2)避免采用金屬配對副，而可采用陶瓷與陶瓷，塑料與塑料，塑料與金屬，陶瓷與金屬或塑料與陶瓷配對副來(lái)代替;
3)當使用金屬配對副時(shí)，應優(yōu)先采用體心立方或六方體結構的材料，避免采用面心立方結構的材料;
4)采用非均質(zhì)組織的材料;
5)采用潤滑油膜使接觸副隔開(kāi);
6)采用有EP(極壓)添加劑的潤滑油，使接觸副表面上形成保護性的吸附層或反應層。
具體到成型模具與工件原材料或半成品這對接觸副，由于成型負荷和所成型材料千差萬(wàn)別，采用何種或幾種措施來(lái)解決工件的拉傷問(wèn)題，除要考慮效果的有效性外，還必須考慮產(chǎn)品的批量大小，實(shí)現的難易程度及其經(jīng)濟性等方面的問(wèn)題，以下予以詳細討論。
