汽車熱沖壓模具鋼的摩擦特性研究

隨著汽車輕量化要求的出現(xiàn)，熱沖壓成形工藝也隨之被開發(fā)出來。熱沖壓成形工藝廣泛用于超高強(qiáng)度鋼的沖壓成形，該工藝將高強(qiáng)度鋼板加熱到一定溫度，并保持一段時(shí)間后，將板件快速移動(dòng)到模具內(nèi)進(jìn)行沖壓。在沖壓狀態(tài)下，對(duì)板件進(jìn)行冷卻淬火，從而獲得微觀結(jié)構(gòu)為馬氏體的超高強(qiáng)度沖壓件。熱沖壓模具鋼則是主要用于生產(chǎn)熱沖壓模具的原材料。熱沖壓模具鋼始終處在與超高強(qiáng)度鋼板的接觸中，并承受熱機(jī)械應(yīng)力循環(huán)，模具和熱沖壓板件間會(huì)產(chǎn)生摩擦，在高溫下的這種摩擦可能加劇模具的磨損。因而，需要開發(fā)出具有良好摩擦特性的新型熱沖壓模具鋼，用于汽車熱沖壓模具的制造。

目前，汽車上常用的商業(yè)化超高強(qiáng)度鋼為涂覆鋁-硅涂層的22MnB5硼鋼，其型號(hào)為USIBOR1500P。考慮其它鋼材的成本和物理特性，選擇兩種高熱導(dǎo)率鋼用于熱沖壓模具的制造，這兩種高熱導(dǎo)率鋼的型號(hào)分別為HTCS1和HTCS3。通過試驗(yàn)對(duì)這兩種熱沖壓模具鋼的摩擦特性進(jìn)行了研究。采用德國(guó)布魯克公司生產(chǎn)的UMT-3摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)模擬USIBOR1500P鋼板熱沖壓過程中熱沖壓模具鋼HTCS1鋼或HTCS3鋼的摩擦磨損情況，保持溫度在600～800℃范圍內(nèi)。從試驗(yàn)機(jī)中能夠直接獲得超高強(qiáng)度鋼板與熱沖壓模具鋼的摩擦。在數(shù)。利用英國(guó)康圖公司生產(chǎn)的GT-K光學(xué)輪廓儀測(cè)量磨損表面的磨損體積，并利用德國(guó)博銳儀器生產(chǎn)的MH-3型顯微硬度計(jì)測(cè)量模具磨損表面的顯微硬度。試驗(yàn)結(jié)果表明：①低溫情況下，超高強(qiáng)度鋼板與兩種熱沖壓鋼的摩擦因數(shù)相同；②隨著溫度升高，摩擦因數(shù)隨之降低；③熱沖壓模具鋼HTCS3磨損表面出現(xiàn)鉬（Mo）元素附聚物，而HTCS1磨損表面出現(xiàn)的Mo元素分布均勻，這使HTCS3鋼具有更好的摩擦特性，不易于出現(xiàn)磨損。

刊名：Tribology International（英）

刊期：2016年第97期

作者：A.Ghiotti et al

編譯：陳丁躍