脈沖磁處理降低SKD11模具鋼殘余拉應(yīng)力的機(jī)制及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、沖壓模具是一類重要的應(yīng)用廣泛的金屬工件，承受著循環(huán)應(yīng)力與應(yīng)變、劇烈摩擦，以及高接觸壓力，極易產(chǎn)生疲勞失效，導(dǎo)致模具壽命較低。目前業(yè)內(nèi)改善沖壓模具材料應(yīng)力狀態(tài)，提高沖壓模具壽命的主要方法是熱處理，但熱處理方法有許多不足。脈沖磁處理作為熱處理的替代技術(shù)，已被廣泛的應(yīng)用于刀具的改性，但該技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用鮮有報道，相關(guān)理論也不明晰。因此，本文的工作重在研究脈沖磁處理的機(jī)理，并為磁處理在沖壓模具上的應(yīng)用提供指導(dǎo)。具體研究摘要如下。
　

2、?。?）研制了一套脈沖磁處理裝置，其脈沖頻率可調(diào)范圍為0～30Hz，磁場強(qiáng)度可調(diào)范圍為0～2T。主要工作包括，借助有限元分析軟件MAXWELL對磁化器的參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了檢驗(yàn)和優(yōu)化，并制作了磁化器；設(shè)計(jì)并制作了以單片機(jī)為控制核心的脈沖電源。
　　（2）設(shè)計(jì)了單因素試驗(yàn)來分析磁場各參數(shù)對SKD11鋼試樣殘余拉應(yīng)力的影響，研究了磁處理對試樣材料硬度的影響。
　?。?）宏觀方面從磁致伸縮和能量變化兩個角度出發(fā)，對部分試驗(yàn)現(xiàn)象做出了解釋

3、，分析了在由磁致伸縮產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力的作用下，殘余應(yīng)力的變化過程；分析了磁場作用下，材料體系的能量變化。微觀方面從應(yīng)力和硬度的本質(zhì)—位錯著手，創(chuàng)新地將磁處理過程劃分為位錯塞積開動和位錯增殖這兩個階段來分析，對試驗(yàn)現(xiàn)象做出了全面解釋，在第一階段推導(dǎo)出了使位錯塞積群克服點(diǎn)陣阻力所需的臨界磁場強(qiáng)度Hp的公式，在第二階段推導(dǎo)出了使單個弗蘭克-瑞德位錯源增殖所需的臨界磁場強(qiáng)度Hc的公式，還推導(dǎo)出了使單個位錯克服點(diǎn)陣阻力所需的臨界磁場強(qiáng)度Hp′的公式