擠壓模具摩擦性能優(yōu)化及激光表面微織構(gòu)固體潤滑技術(shù)研究.pdf

1、冷擠壓技術(shù)與其他制造工藝(如切削加工、鑄造、鍛造)相比,具有“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本”的優(yōu)點(diǎn)。但是,冷擠壓模具表面與毛坯之間的摩擦對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和模具壽命有著很大影響。目前,日益發(fā)展的表面微織構(gòu)技術(shù)為解決冷擠壓潤滑問題提供了一個(gè)很好的思路。然而,表面微織構(gòu)流體潤滑在高溫、高壓條件下常常失效,或者需要頻繁補(bǔ)充潤滑油,這在一定程度上嚴(yán)重影響了擠壓件成形質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。由于,固體潤滑可以適應(yīng)惡劣工況條件。本文將激光表面微織構(gòu)技術(shù)與固體潤滑技

2、術(shù)相結(jié)合,形成激光表面微織構(gòu)固體潤滑技術(shù)。
　　 首先,本文選擇棒料正擠壓作為有限元分析對(duì)象,使用DEFORM-3D分析軟件,著重分析了冷擠壓模具表面不同區(qū)域摩擦對(duì)擠壓力以及擠壓件開裂的影響,并確定需要進(jìn)行表面微織構(gòu)固體潤滑的表面區(qū)域。然后,結(jié)合鑲嵌固體潤滑劑對(duì)表面微織構(gòu)的特殊加工要求,進(jìn)一步研究了激光加工工藝參數(shù)對(duì)微凹坑和微凹槽形貌的影響規(guī)律。采用二硫化鉬作為固體潤滑劑,聚酰亞胺作為粘結(jié)劑進(jìn)行了微織構(gòu)表面固體潤滑的潤滑劑填充工

3、藝試驗(yàn),研究分析了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚酰亞胺對(duì)填充效果的影響,確定了微織構(gòu)表面固體潤滑劑的填充工藝。最后,在UMT-Ⅱ球盤摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及MMW-1A萬能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了表面微織構(gòu)固體潤滑摩擦磨損試驗(yàn),研究分析了微凹坑面積占有率變化,不同載荷和轉(zhuǎn)速對(duì)潤滑性能的影響;研究分析了表面微織構(gòu)的脂潤滑性能;初步分析了微織構(gòu)表面的固體潤滑機(jī)理。
　　 研究結(jié)果表明:棒料正擠壓模具的塑性摩擦區(qū)域?qū)D壓力和擠壓件開裂的影響較大,在該區(qū)域進(jìn)行

4、激光表面微織構(gòu)固體潤滑可有效減小該區(qū)域的摩擦;采用合理的激光加工工藝參數(shù),可加工出形貌良好的微凹坑和微凹槽;當(dāng)聚酰亞胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%～40%時(shí),微織構(gòu)內(nèi)固體潤滑劑的填充效果較好;相比光滑表面,表面微織構(gòu)固體潤滑試樣表現(xiàn)出不同程度的潤滑減摩性能,微凹坑面積占有率對(duì)表面微凹坑固體潤滑性能影響顯著,較佳的微凹坑面積占有率為15%～25%;在一定范圍內(nèi),載荷越大,轉(zhuǎn)速越高,則表面微織構(gòu)固體潤滑的摩擦系數(shù)越小;激光表面微織構(gòu)能有效提高接觸表面