熱鍛模具高溫磨損行為研究及基于磨屑數(shù)字化識(shí)別方法的磨損模型修正.pdf

1、磨損是熱鍛模失效的主要形式，提高熱鍛模具壽命的關(guān)鍵是提高耐磨性。模具鋼在工作過(guò)程中的磨損失效是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程，目前對(duì)于模具鋼磨損行為及機(jī)理的研究并不充分，特別是針對(duì)高溫磨損機(jī)理的研究還不夠深入。同時(shí)建立準(zhǔn)確的磨損失效預(yù)測(cè)方程也是急需解決的問(wèn)題。
　　本文系統(tǒng)的研究了典型模具材料H13鋼在不同工況條件下的摩擦磨損行為及作用規(guī)律。利用SEM對(duì)不同工況條件下的磨損表面和磨屑形貌進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，H13鋼磨損的主要機(jī)制是磨粒磨損機(jī)制，

2、氧化磨損機(jī)制以及粘著磨損機(jī)制；并且在任何工況條件下的磨損并不僅僅存在一種磨損機(jī)制在起作用，而是多種磨損機(jī)制共同作用的結(jié)果，據(jù)此對(duì)現(xiàn)有的單一磨損模型進(jìn)行修正。對(duì)高溫氧化磨損機(jī)理進(jìn)行深入探討，發(fā)現(xiàn)高溫磨損的磨損表面形貌主要以氧化物膜和剝落坑的形式存在，且氧化物顆粒的氧含量高于磨面的平均氧含量；磨損表面的氧化物膜以兩種形式存在，即基體表面的單層氧化物膜和基體內(nèi)部的多層氧化物膜；氧化物膜的剝落方式主要是界面處開裂，膜內(nèi)開裂和基體內(nèi)開裂，界面處開

3、裂和膜內(nèi)開裂的磨損率較低，而基體內(nèi)部開裂的磨損率較高。XRD結(jié)果表明不同溫度下磨損表面衍射最高峰均是a-Fe，隨著溫度增加磨面上逐漸出現(xiàn)Fe2O3相和Fe3O4相，以上研究為高溫磨損性能的解釋提供了充足的理論依據(jù)。磨屑圖像是反映磨損狀況的重要信息載體，借助MATLAB對(duì)磨屑圖像進(jìn)行數(shù)字化識(shí)別，建立了不同磨屑的數(shù)字特征參數(shù)和三種磨損類型之間的定量耦合關(guān)系。對(duì)不同工況下的磨屑圖像進(jìn)行灰度處理，濾波處理，二值化處理，腐蝕處理，分割編號(hào)，選取磨