表面形貌對模具表面的摩擦與磨損特性的影響機理研究.pdf

1、模具是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是工廠批量化生產(chǎn)的根本途徑，在實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的進程中必不可少。模具質(zhì)量的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、工廠效益及研發(fā)能力，同時模具的使用壽命直接影響著產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。因此，模具的生產(chǎn)水平代表了一個國家生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展水平。在金屬成型過程中，影響模具使用壽命的因素很多，其中主要影響因素是磨損，磨損的快慢決定了模具使用壽命的長短。因此，在模具的研發(fā)及生產(chǎn)過程中，要想提高模具的使用壽命關(guān)鍵是提高模具的耐磨性，降低磨損量。

2、　　現(xiàn)有研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過合理設(shè)計微觀表面形貌可以改善摩擦副表面的潤滑狀態(tài)、提高油膜的承載能力、減小摩擦系數(shù)、降低磨損量。論文通過研究材料成型過程中模具表面形貌對摩擦及磨損性能影響，尋找有利于降低模具磨損量提高模具壽命的新方法。論文通過仿真計算分析了表面形貌的形狀、參數(shù)大小對摩擦副摩擦系數(shù)、承載力、模具磨損情況的影響，理論上驗證了采用表面微觀形貌可以降低模具的磨損量。采用試驗法進行了表面形貌的加工及摩擦磨損試驗，分析了不同加工方法及加工參

3、數(shù)對表面形貌的影響、以及表面形貌對模具鋼的表面摩擦系數(shù)及磨損特性的影響。論文對兩種表面形貌加工方法的優(yōu)劣勢進行了對比。主要展開了以下幾個方面的研究：
　　①理論分析表面形貌的形狀、參數(shù)大小對摩擦副的摩擦系數(shù)、摩擦力、承載力的影響
　　采用Fortran編程求解雷諾方程，理論上研究了球冠形凹坑、矩形溝槽、梯形溝槽等不同形狀的凹坑以及不同的凹坑面積率和凹坑間距對微單元表面摩擦力、承載力以及摩擦系數(shù)的影響。
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4、分析表面形貌對模具磨損情況的影響
　　以簡單的平板模具為例，采用有限元分析法分析了當下模的上表面選擇球冠凹坑、矩形溝槽以及初始表面形貌時的磨損情況。比較了在油潤滑的情況下摩擦系數(shù)對磨損量的積極作用和表面形貌的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的消極作用大小。
　?、鄯治龌瘜W腐蝕法獲得的表面形貌對模具鋼摩擦及磨損特性的影響
　　以Cr12為研究材料，采用化學腐蝕法對試件表面進行腐蝕，通過大量試驗研究發(fā)現(xiàn)該方法可以有效簡單地獲得試件表面的不規(guī)則形貌

5、，形貌的具體形狀及大小、深度與腐蝕劑的強弱、腐蝕時間有關(guān)。針對以上形貌進行了摩擦磨損試驗，研究了在乏油潤滑狀態(tài)下不規(guī)則表面形貌對摩擦系數(shù)及磨損量大小的影響，并與初始表面形貌進行了對比研究。
　　④分析采用冷壓技術(shù)加工獲得的表面形貌對模具鋼摩擦及磨損特性的影響
　　以Cr12MoV為研究材料，采用球頭冷壓技術(shù)利用球頭旋轉(zhuǎn)和不旋轉(zhuǎn)兩種方法在模具鋼表面制備溝槽形表面形貌，分析了采用球頭刀具不旋轉(zhuǎn)時球頭刀具的Y向和Z向進給量對模具鋼