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《激光毛化微凸形模具钢表面摩擦磨损性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第29卷第5期摩擦学学报Vol.29No.52009年9月TribologySept.,2009激光毛化微凸形模具钢表面摩擦磨损性能研究11,2111符永宏,李成冬,华希俊,米涛,倪健(1.江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013;2.盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051)摘要:采用调Q灯泵浦YAG激光器,对模具钢试件表面进行了不同尺寸和分布的微凸体形貌激光毛化加工.在UMT-Ⅱ型多功能摩擦磨损试验机上,进行了模具钢试件不同激光毛化表面形貌之间以及与光滑模具钢试件的摩擦磨损性能对比试验
2、研究.结果表明:在模拟冷冲拉延模具低速重载的工况条件下,不同激光毛化微凸体形貌模具钢在摩擦系数和体积磨损量存在一定的差异,且与未毛化模具钢试样相比,其摩擦系数变大,体积磨损量减小.随着微凸体直径、间距的增大,模具钢表面摩擦系数相应减小,体积磨损量亦逐渐减小.说明激光毛化技术可用于优化模具复杂型面的摩擦特性.关键词:激光毛化;微凸体;模具钢;摩擦磨损性能中图分类号:TH117.1文献标识码:A文章编号:1004-0595(2009)05-0475-06金属塑性成形过程中的模具,通常工作在高压、本文
3、作者受激光毛化技术在轧辊上成功应用的高温和交变载荷等恶劣的工况下,伴随着大面积的启迪,首次提出将激光毛化技术用于金属塑性成形金属流动和塑性变形,模具和工件之间发生剧烈的模具的表面改形改性处理,并采用UMT-Ⅱ型多功摩擦磨损.模具磨损严重,寿命短;工件因起皱或拉能摩擦磨损试验机,对模具钢试件表面不同几何参裂而报废.国内外工程技术人员,从模具材料、结构数的激光毛化形貌与模具钢光滑试件的摩擦磨损性设计、加工技术、表面强化处理、润滑介质等方面,开能进行了对比试验研究.展了大量的研究工作,但由于技术水平和
4、成本因素1实验部分的限制,使得金属塑性成形的应用范围、工艺可控性、加工效率、结合强度和密度等方面存在一定的1.1试样形貌设计及加工缺陷.采用灯泵浦Nd:YAG激光毛化设备,激光光束在模具、成形工件及其界面所组成的摩擦副系模式为TEM00,输出波长有1064nm和532nm两统中,界面的摩擦特性对模具使用性能、工件质量、种.通过声光调Q控制产生脉冲激光,调Q的重复2成形工艺性能具有至关重要的影响.Schey教授及频率为1～100Hz.光束质量系数M小于2,发散角其团队在此方面开展了大量卓有成效的研
5、究工小于3mrad,脉冲宽度小于或等于70ms.该设备具[1]作.在毛化钢板摩擦学研究方面,Andriy有多维工作台联动,以及调Q开关、伺服电机、气[2]Kovalchenkoa设计了带有球形栓的圆盘试验装置,阀、光闸联动控制等功能,可精确控制单个激光脉冲试验结果表明,毛化表面明显降低了摩擦系数,拓宽的输出.#了毛化表面液体动力润滑速度和负载方面的参数范试验选用45冷冲模具钢材料,试样表面经表[3]围.G.C.Barber结合金属成形实际过程,设计金属面淬火后,表面硬度达到HRC40～56,经研
6、磨后表成形装置,研究了滑动速度和表面粗糙度对毛化板面粗糙度Ra为0.1～0.3μm,加工后的小试样尺寸摩擦系数的影响.但以上研究均未涉及毛化造型的为:30mm×20mm×8mm.依据材料摩擦学优化设模具复杂型面的摩擦学研究.计及课题组前期研究成果,采用优化的激光工艺参收稿日期:2008-12-15;修回日期:2009-03-31;联系人:符永宏,e-mail:fyh@ujs.edu.cn基金项目:国家自然科学基金资助项目(50475122);江苏省高技术重大项目资助(BG2007023);江苏省
7、“六大人才高峰”项目(08-B-04);兵总创新基金项目.作者简介:符永宏(1965-),博士,教授,博士生导师,主要从事润滑及激光应用技术研究.©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net476摩擦学学报第29卷数和特定的辅助工艺措施,进行激光毛化加工,获得熔渣.试验所用激光毛化模具钢试样,如图1所示.设计所要求的表面微观几何形貌,如表1.试样表面采用W
8、KYO-NT1100测量的不同几何参数三维毛经过抛光处理,以去除激光毛化加工产生的毛刺和化形貌的试样表面,如图2所示.表1试样表面毛化点几何尺寸和分布Table1ThegeometricparametersDiameterofconvexd/μmHeightofballcoronaryh/μmDistanceoftworowsS2/μmDistanceoftworanksS1/μmd/S15001520001000、1200、15000.50、0.42、0.336502520001000、120
