帶PVD鍍層熱沖壓模具材料疲勞特性研究.pdf

1、熱沖壓模具作為熱沖壓生產中的核心部分，其過早發(fā)生的疲勞破壞嚴重制約著汽車零部件的生產成本，因此減少模具疲勞破壞，提高模具使用壽命是生產商削減生產成本的有效途徑。影響模具疲勞壽命的因素不僅來自在沖壓過程中的熱循環(huán)作用，而且循環(huán)應力對其的影響作用，以及在長期循環(huán)作用下模具發(fā)生的表面氧化，這些因素的綜合作用會對模具表面產生不利影響，縮減模具疲勞使用壽命。因此提高模具壽命應首先提高模具表面質量。目前表面鍍層技術是優(yōu)化模具表面機械性能的先進技術，

2、本文針對熱沖壓模具表面的抗熱機疲勞性能進行系統(tǒng)研究，引入PVD(Physical Vapor Deposition)鍍層對常用熱沖壓模具(H13)表面進行強化，通過設計模擬沖壓過程“沖擊-滑移-保壓”試驗對比表面帶有CrN鍍層與無鍍層模具材料的耐熱-機疲勞力學性能，獲得模具材料(H13)在PVD鍍層強化下的服役性能，并進一步對比了45鋼材料在同種工況下的相應性能，結合有限元模型，探究PVD鍍層對提高不同模具材料耐熱機疲勞性能的優(yōu)化作用，

3、上述研究，對于指導實際生產模具表面鍍層技術處理及應用提供有效指導。
　　為了保證仿真以及后續(xù)分析的可靠性，本文基于典型熱機疲勞試驗進行典型模具材料關鍵服役數據和疲勞耐久基礎性能的探究，首先研究了熱沖壓溫度對模具壽命的影響，考慮了模具表面受力對模具表面質量的影響、測定了鍍層表面粗糙度、鍍層厚度、鍍層硬度等鍍層相關的基礎參數。通過SEM及高倍光學顯微鏡對試驗后鍍層及模具材料進行顯微觀察，探究在綜合因素影響下對鍍層以及模具材料微觀特性的

4、影響。
　　其次，以Abaqus有限元分析軟件和Ncode疲勞壽命分析軟件為主要研究工具，通過Abaqus建立相應的有限元分析模型，實現(xiàn)考慮了熱力耦合作用及鍍層模型引入的整體仿真系統(tǒng)。設計了有加熱功能的沖壓試驗裝置，從而驗證模型的受力趨勢以及溫度影響。在熱力耦合影響下的仿真受力結果與試驗采集的數據吻合良好，驗證了有限元仿真結果的合理性和有效性。
　　進一步通過Ncode疲勞壽命仿真分析軟件，將有限元分析結果進行疲勞壽命預測，