如何解决黏结瘤对模具的影响

摘要：在不锈钢拉深冲压过程中，机械运动贯穿始终。该冲压工艺的实现都有其基本运动机理，这种运动是与模具密切相关的，各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接 影响 到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用以及提出选择摸具材料、制造、工艺润滑注意点，从而提高产品质量和寿命。

关键词：不锈钢；工艺润滑；黏结瘤；表面加工

引言：

我在和我们盐城技师学院开展校企合作的盐城悦达起亚模具厂实习，我在模具部实习模具制造，我跟着我的师傅学做模具，我发现不锈钢拉深制件都有些拉毛的现象，我不放过我发现的问题进行思考，并向我师傅请教为什么会出现这种情况，师傅耐心的解释给我听。我又通过所学的专业知识综合的进行分析。在此我要感谢我的学校给我这次实习的机会，也感谢盐城悦达起亚模具厂的领导们对我的支持和帮助，以及感谢我师傅不怕烦的对我讲解。

不锈钢产品以其精美的外表 、优良的抗腐蚀性、抗高温氧化性及高低温强度而颇得人们的青睐，愈来愈广泛地用于装饰、轻工、民用五金、厨房设备及用具等行业。由于这类产品外观质量要求较高，在产品的整个加工过程中，要保证高光亮度的产品表面不划伤和擦伤难度确实很大，特别是由于不锈钢薄板拉深特性所带来的模具选材、热处理、加工及工艺润滑等问题直接影响到产品质量、产量、成品及模具寿命。

1 不锈钢薄板制件的拉深特点

由于不锈钢的屈服点高，硬度高，冷作硬化效应显著，不锈钢薄板进行拉深时其特点如下：

1）因导热性比普通低碳钢差，导致所需变形力差；

2）不锈钢薄板拉深时，塑性变形剧烈硬化，薄板拉深时容易起需要较大的压边力；

3）不銹钢薄板拉深过程中容易出现黏结瘤现象。

2 黏结瘤的产生

从微观角度看，板料与模具表面都是凹凸不平的粗糙面，由于拉深过程中压边力较大，载荷由局部部位承受单位压力很大；又因板料与模具间产生相对运动以及板料的塑性变形产生热能，使得润滑膜粘度下降，强度降低；板料上凸起部位在高压、瞬时高温、受运动剪切作用下，润滑膜破裂，板料有模具直接接触，板料凸起部位被模具凸起部位刮下成为碎片堆在模具凸起部位前方，如温度足够高，使得碎片软化、熔化、枯焊在模具上，形成黏结瘤。黏结瘤一旦形成就很难脱落，且越黏越大，从而导致不锈钢板料拉深产品表面留下严重划痕。另外，拉深速度、板料变形大小等也对黏结瘤形成起着重要作用。如何避免拉深模黏结瘤的形成，提高拉深件的表面质量是不锈钢薄板拉深中的技术难题所在。

3 解决措施

不锈钢薄板拉深成形过程中出现黏结瘤的问题一直困扰着生产市场，给生产者带来很大的麻烦，然而由于黏结瘤形成涉及到摩擦等问题，影响因素较多。目前，我们只能从不同角度提出措施来防止黏结瘤的形成及减少。

（1）模具关键部位的材料采用的热处理方法

针对黏结瘤问题，选择模具材料应根据不锈钢板料与模具材料的亲合关系注意两点：选择一是抗黏合性强，二是耐磨减摩的模具材料。一般来讲，金属晶格类型、晶格间距、电子密度、点化学性能相通的金属，其相互吸引、溶解能力强，易黏附在一起，结果摩擦系数变大。Cr、Ni与Fe的互溶性大，因此用钢模拉深时，更易发生黏结瘤现象。实践证明：选用铸铝青铜、硬铝青铜防黏效果较好；采用碳化钨钢硬质合金制造凹模比用软氮化制造凹模寿命提高数倍，且不黏模；如果采用合金铸铁，只需在模具表面进行淬火，模具表面不会出现黏结瘤。另外在模具易损伤部位可采用硬质合金镶块，它具有优良的抗压性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度及尺寸精度控制。但由于价格问题，生产中用得较少。

（2）模具重要部分的表面光整加工

不锈钢拉深模表面质量要求很高。较低的表面粗糙度可以起到减摩和提高抗黏合性的作用，因此，拉深模在进行了磨削加工后，更重要的是消除加工痕迹。而在模具制造中往往忽视了研磨和抛光工序。应该指出，在整个模具加工过程中，抛磨工作量应占三分之一，因不锈钢产品的外观质量在很大程度上取决于模具的抛光技术。模具表面粗糙度降低，模具的修磨次数相应减少，模具使用寿命相应地得到提高。

（3）采用润滑膜的方法

由不锈钢拉深特性可知，形成黏结瘤是因为板料与模具发生了直接接触，这是一个理论上不争的事实，因此选择润滑剂或涂覆剂的首要点就是在板料拉深成型过程中润滑膜自始至终不发生破裂并起润滑作用。“防黏降摩”是选择润滑剂的基本出发点。

一般在润滑剂中加一定比例的极压添加剂或采用固体润滑剂均可取得较好效果。这主要是提高润滑剂对金属表面的润滑能力，用以产生含硫，磷，氯的化合物在高温下与金属表面起化学反应，生成硫化铁，氯化铁等来加强油膜强度和增强吸附能力，较好地润滑模具与产品表面。固体润滑剂则是填充到金属表面的小坑内，使干磨擦接触点减少到最少，另外固体润滑剂有很高的稳定性，在高温下也能起到润滑作用，不易发生模具黏结。另外，由脂肪，矿物油，合成油脂，润滑脂，皂液也可组成润滑剂，且对不锈钢浅拉深效果较好.

据我从《冷冲模模具设计手册》中的一些资料，得知盐浴处理可在表面获得一层金属软模（如铜锌铅等），拉深成形过程中不会出现黏膜现象。另外，近年来研制出了一种以聚乙烯醇缩丁醛为主体的有机高分子润滑膜，毛坯经过处理，表面得到一层有机润滑膜，它可随板料一起变形，这不仅避免了模具与板料的直接接触，防止了黏膜，保证了产品表面质量。而且极大的减弱了模具与板料的摩擦作用，起到良好的润滑作用，实验表明效果良好。

结束语

综上所述，本人对不锈钢拉深特性了解到缺陷所在，因此对不良影响进行了一些解决方法，从而有利于产品质量提高和使用寿命。本人的知识有限，有些问题阐述的还不完善，谨请各位专家指正和提出见解。我在此感谢我的专业老师们和指导老师袁志兵老师不惜花费休息时间指导我。

参考文献：

[1]《塑料模设计技术手册》塑料模设计技术手册编写组.机械工业出版社，2002.

[2]《塑料模具技术》.张孝民.机械工业出版社，2004.

[3]《实用模具设计与制造手册》.许发樾.机械工业出版社，2000.

作者简介：顾仁伟（1987年10月15日）、男、汉、江苏、模具工程师、大专、江苏羽佳机械制造有限公司，研究方向：机械行业。