提高熱鍛模壽命的研究.pdf

1、熱擠壓是將坯料加熱到再結(jié)晶溫度以上，而后把加熱的金屬放入模具型腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬產(chǎn)生巨烈的塑性變形，從而獲得所需形狀的工件。通常包括加熱坯料----潤滑模具----坯料變形三個步驟，在這個循環(huán)過程中，模具將受到反復(fù)的機(jī)械載荷和熱載荷的作用，最終引起模具失效，其中常見的失效形式有：開裂、磨損、變形、腐蝕、熱疲勞和機(jī)械疲勞。其中最容易發(fā)生失效的位置是承受載荷較大的接觸面和潤滑、散熱不理想的區(qū)域。 在熱擠壓

2、過程中，模具表面所達(dá)的最高溫度和溫度的分布對模具的失效有十分重要的影響。模具表面的溫度升高將使其硬度下降，而溫度的波動將引起模具尺寸的變化，在冷卻液對模具激冷和坯料對模具激熱的交互作用下，模具內(nèi)部受到拉伸和壓縮的熱交變力的作用，從而引起變形、甚至開裂。 本文以萬向節(jié)叉熱擠壓凸模為例，用DEFORM3D軟件對表層溫度進(jìn)行了系統(tǒng)的模擬分析，研究了坯料溫度、摩擦因子、壓機(jī)速度、模具初始狀態(tài)對其表層溫度場的影響規(guī)律。最后利用最小二乘法對

3、模擬結(jié)果進(jìn)行曲線擬合得出了模具表層溫度與工藝參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，給出了數(shù)學(xué)表達(dá)式。為提高模具的使用壽命、優(yōu)化模具表面結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。 合理的熱處理、表面處理工藝是提高模具壽命的關(guān)鍵。在模具表面涂覆硬化層，可抵消部分熱擴(kuò)散的影響，防止模具過早軟化。物理氣相沉積(PVD)TiN涂層常因基體太軟不能給TiN硬涂層以支撐及涂層與基體的匹配性不好，致使涂層難以發(fā)揮作用。故人們提出了復(fù)合處理的方法，即在涂層與基體之間增加一個過渡層，達(dá)到