擠壓模具摩擦性能優(yōu)化及激光表面微織構固體潤滑技術研究.pdf

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

2、術相結合,形成激光表面微織構固體潤滑技術。
　　 首先,本文選擇棒料正擠壓作為有限元分析對象,使用DEFORM-3D分析軟件,著重分析了冷擠壓模具表面不同區(qū)域摩擦對擠壓力以及擠壓件開裂的影響,并確定需要進行表面微織構固體潤滑的表面區(qū)域。然后,結合鑲嵌固體潤滑劑對表面微織構的特殊加工要求,進一步研究了激光加工工藝參數(shù)對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,聚酰亞胺作為粘結劑進行了微織構表面固體潤滑的潤滑劑填充工

3、藝試驗,研究分析了不同質量分數(shù)的聚酰亞胺對填充效果的影響,確定了微織構表面固體潤滑劑的填充工藝。最后,在UMT-Ⅱ球盤摩擦磨損試驗機及MMW-1A萬能摩擦磨損試驗機上進行了表面微織構固體潤滑摩擦磨損試驗,研究分析了微凹坑面積占有率變化,不同載荷和轉速對潤滑性能的影響;研究分析了表面微織構的脂潤滑性能;初步分析了微織構表面的固體潤滑機理。
　　 研究結果表明:棒料正擠壓模具的塑性摩擦區(qū)域對擠壓力和擠壓件開裂的影響較大,在該區(qū)域進行

4、激光表面微織構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;當聚酰亞胺的質量分數(shù)為20%～40%時,微織構內(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,轉速越高,則表面微織構固體潤滑的摩擦系數(shù)越小;激光表面微織構能有效提高接觸表面