三輥行星軋制材料摩擦磨損行為研究.pdf

1、三輥行星軋制工藝已廣泛應(yīng)用于有色金屬管材的加工,但是在軋輥工作中表面經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生裂紋、凹坑、材料粘附等缺陷,嚴(yán)重影響軋件質(zhì)量和軋輥使用壽命,降低生產(chǎn)效率。因此,對三輥行星軋制中工件和模具的摩擦磨損行為進(jìn)行深入研究極為重要。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際,建立H70黃銅管坯三輥行星軋制工藝的三維熱力耦合有限元模型,實(shí)現(xiàn)了管坯從送進(jìn)到穩(wěn)定軋出過程的模擬,并獲得了軋制過程中軋件的等效應(yīng)力、等效塑性應(yīng)變、變形方式、溫度

2、場分布、軋輥受力情況及接觸點(diǎn)相對速度等,結(jié)合以上計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)環(huán)塊磨損實(shí)驗(yàn)。
　　(2)環(huán)塊磨損實(shí)驗(yàn)采用GH4169高溫合金和3Cr2W8V模具鋼作為與H70銅合金對磨的材料,研究不同的軋輥材料和不同的環(huán)境溫度條件下與軋件材料的磨損機(jī)理以及摩擦界面溫度對磨損行為的影響。本文設(shè)計(jì)了利用液氮冷卻的環(huán)塊磨損實(shí)驗(yàn),其中考慮到液氮可以改變摩擦界面的溫度同時(shí)避免了水或其他介質(zhì)的潤滑的作用。通過分析實(shí)驗(yàn)中材料的溫度、磨損量、磨損形貌、亞表層結(jié)構(gòu)等

3、,闡明了GH4169高溫合金和3Cr2W8V模具鋼與H70銅合金對磨后的磨損機(jī)理,為實(shí)際生產(chǎn)中減少磨損、改進(jìn)軋輥材料提供參考。
　　(3)建立了環(huán)塊磨損實(shí)驗(yàn)的有限元模型,通過調(diào)整環(huán)境換熱系數(shù)(HTC)值,改變界面?zhèn)鳠崆闆r,分別計(jì)算GH4169高溫合金和3Cr2W8V模具鋼塊體材料的磨損量和溫度場。基于計(jì)算結(jié)果,本文提出利用強(qiáng)塑積σUTS×εUE來定性評價(jià)不同溫度下GH4169高溫合金和3Cr2W8V模具鋼的磨損性能,探索軋輥材料的