粉末熱鍛模具磨損特性與機(jī)理的仿真及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、粉末冶金是一種少、無(wú)切削的制造工藝，具有節(jié)約原材料、節(jié)省工時(shí)、節(jié)約能源等特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益突出。粉末熱鍛(P/F)是指將燒結(jié)的預(yù)成型坯經(jīng)加熱后在閉式模中鍛造成零件的工藝，是一種少無(wú)切削的近凈成形加工工藝。粉末熱鍛工藝過(guò)程復(fù)雜，模具的磨損形式是粉末多孔燒結(jié)材料與致密的模具鋼材料之間的磨損，是一個(gè)熱（溫度）—力（摩擦力）—化學(xué)介質(zhì)（潤(rùn)滑劑）等多因素相互耦合作用下的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，導(dǎo)致了模具壽命偏短、生產(chǎn)成本過(guò)高。因而研究粉末熱鍛過(guò)程中模具的磨

2、損特性以及探究模具的磨損機(jī)理，對(duì)于找到延緩模具磨損的方法具有重要的意義。
　　文章選用H13鋼作為模具用鋼，通過(guò)優(yōu)化熱處理工藝、設(shè)計(jì)和制造模具、搭建實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行粉末熱鍛實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:模具磨損量大小均是隨著鍛造密度的增加而增加，模具沿軸向上磨損不均勻，靠近上端的磨損量最大。對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)＞呓馄屎蟮奈⒂^分析得出:粉末熱鍛模具的磨損過(guò)程一個(gè)包含典型磨粒磨損在內(nèi)的氧化和剝落交替進(jìn)行的動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。
　　有限元模擬是當(dāng)前工程技術(shù)領(lǐng)域

3、較為常用的數(shù)值分析方法，本文建立粉末熱鍛有限元模型，借助DEFORM-3D有限元軟件對(duì)粉末熱鍛工藝過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，反推求出廣義Archard磨損理論中針對(duì)粉末熱鍛的磨損系數(shù)k，其大小為1.272e-6。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模具的仿真分析，仿真結(jié)果表明:模具的磨損量大小隨著鍛造密度的增加而增加，鍛件相對(duì)密度在92％以上時(shí)模具越靠近上端磨損越為嚴(yán)重。
　　本文最后基于修正的廣義Archard磨損理論，選取鍛造方式、鍛造溫度以及鍛造速度三