先進高強鋼沖壓模具磨損規(guī)律實驗研究.pdf

1、目前先進高強鋼相比傳統(tǒng)鋼種具有重量輕、強度高、安全性好的優(yōu)點,相比鋁合金、新型復(fù)合材料,先進高強鋼又具有價格便宜的成本優(yōu)勢,先進高強鋼已成為汽車車身輕量化的主要用材。為了消減先進高強鋼的沖壓回彈問題,在沖壓時常采用較小的圓角及較大的壓邊力工藝條件,這將導(dǎo)致板料和模具成形界面磨損加劇,工件表面損傷現(xiàn)象比傳統(tǒng)鋼板的要更突出。這種現(xiàn)象促使模具磨損隨之加重,經(jīng)常需要修?；驌Q模,導(dǎo)致模具成本的上升和生產(chǎn)的中斷。因此,有必要揭示先進高強鋼沖壓成形過

2、程中模具與鋼板接觸界面間的磨損規(guī)律,尋求適用于先進高強鋼沖壓成形的模具材料。
　　本文采用基于U形拉伸-彎曲方法,主要研究了先進高強雙相鋼(DP780裸板、DP980裸板、DP980鍍鋅板)成形條件下的模具材料(V4E(TD,熱擴散法碳化物覆層處理)、XW-42(TD)、DC53(TD)、SKD11(TD)、DC53(真空熱處理))的磨損性能和磨損特征,研究內(nèi)容從以下三個方面展開:
　　(1)基于U形拉伸彎曲方法的沖壓成形磨

3、損實驗裝置原型設(shè)計
　　為了在實驗室里物理模擬先進高強鋼沖壓成形過程接觸界面磨損行為,采用半工業(yè)實驗方法—U形件拉伸彎曲方法,開展上述磨損行為研究,本文設(shè)計了U形件拉伸彎曲成形模具和磨損實驗機原型。U形件成形模具采用鑲塊化設(shè)計,鑲塊帶有不同圓角半徑,該實驗裝置具有安裝方便,實驗條件穩(wěn)定性好的特點。在上述U形件沖壓成形實驗研究基礎(chǔ)上,完成了磨損實驗機原型機關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計,該模擬實驗機不僅可以進行上述拉伸彎曲過程磨損模擬,而且可以完成

4、板帶水平拉伸過程模擬。另外,幾何和性能測試分析表明:試制的各種實驗?zāi)M材料鑲塊在性能上和幾何上具有良好的一致性。
　　(2)先進高強雙相鋼裸板條件下沖壓模具材料磨損規(guī)律研究
　　本文進行了DP780裸板與DP980裸板U形件拉伸彎曲成形實驗,對四種模具材料V4E、XW-42、DC53、SKD11的抗磨損性能進行了研究,利用金相觀察和粗糙度檢測等方法進行了實驗樣件的磨損特征分析。實驗結(jié)果表明:TD處理的模具材料抗磨損性能較好,

5、真空熱處理的模具抗磨損性能差,模具磨損主要集中在圓角處,這與界面接觸壓力分布相關(guān)。DP780裸板磨損實驗中,TD處理的模具材料V4E、XW-42、DC53、SKD11抗磨損性能相近,真空熱處理的DC53較差。而在DP980實驗中,TD處理的V4E性能最好,XW-42、DC53性能接近,SKD11抗磨損性能最差。
　　(2)先進高強雙相鋼鍍鋅板環(huán)境成形下磨損特性研究
　　鍍鋅板的磨損特性和裸板不同,本文進行了DP980鍍鋅板的

6、U形件拉伸彎曲實驗,利用金相觀察和粗糙度檢測等手段進行了磨損樣件前后比對分析。實驗結(jié)果表明:鍍鋅層厚度減薄,表面被模具碾平;模具圓角處粘著有鋅粉。與裸板相比,模具磨損程度較輕。TD覆層處理的V4E、XW-42、DC53抗磨損性能較好,SKD11的性能較差。
　　通過以上研究,揭示了先進高強鋼板沖壓中板料-模具接觸界面的材料磨損規(guī)律,獲得了具有高抗磨損性能的沖壓模具材料,為先進高強鋼模具選材和成形工件表面質(zhì)量控制提供了實驗數(shù)據(jù)支持。