斜平面导向轮胎模具底座耐磨板结构性能分析

斜平面模具底座耐磨板在闭模时起到支撑弓形座的作用,底座耐磨板磨损过大会导致侧板与花纹圈结合处出现错台,影响硫化轮胎的表面质量,底座耐磨板的形状大小也会影响模具传热过程中型腔内部的温度均匀性。通过对底座耐磨板的磨损和传热模拟分析可知:当底座耐磨板结构为梯形时,模具工作1.5万次时闭模瞬间磨损量可达0.083 mm,且花纹块上下点温差较大;当底座耐磨板结构为矩形时,模具工作1.5万次时闭模瞬间磨损量为0.32 mm,模具磨损量较大,但硫化时花纹块的温差较小。     

模具在不同合模速度下的摩擦磨损分析

为确定滑板的磨损率及磨损机理,以耐磨低合金钢为研究对象,通过在往复式摩擦磨损试验机上进行试验的方法研究了摩擦过程中试样厚度变化规律,并观察接触表面形貌。在实验的基础上修正了Archard模拟模型,并进一步模拟分析了轮胎模具合模速度与磨损的关系。结果表明:耐磨合金钢的磨损以磨粒磨损为主,接触表面没有形成具有保护作用的润滑膜。提高轮胎模具的合模速度时,滑板磨损率变化平缓,但载荷越大,速度对磨损率影响越明显。     

轮胎模具中套有限元分析

中套作为轮胎模具中的重要零件,在轮胎硫化过程中发挥着不可或缺的作用。运用力学知识,对中套进行了受力分析,并通过有限元分析软件对中套进行了热力耦合模拟分析,得出中套的位移变化趋势及不同材料和导向角的改变对中套的应力、位移的影响。中套材料为40Cr时的最大等效应力和U_1方向上的位移均小于中套材料为45钢和Q235的最大等效应力。在中套材料为45钢不变的情况下,中套导向角越大,所受的最大等效应力与U_1方向上的位移就越大。     

工艺参数对汽车铝合金封板成形质量的影响及模具寿命预测

以铝合金封板为研究对象,对冲压过程中极易出现的冲裂缺陷进行了分析。以成形后封板的最大减薄率为评估对象,应用有限元分析法,开展了关于入模圆角、压边力以及凸凹模间隙的正交试验,研究了各因素对最大减薄率的影响程度,并基于信噪比,通过田口试验法对冲压工艺参数进行了优化。另外,基于Archard磨损模型,对优化工艺下的冲压模具磨损情况进行了研究,建立了冲压次数与冲压模具磨损之间的函数拟合公式,比较了单次磨损预测寿命与平均值磨损预测寿命之间的误差大小,合理地预测了冲压模具寿命。经实际冲压生产表明,此研究具有一定的指导作用,有效地降低了时间成本。     

轮胎活络模具开滑板摩擦模拟分析

为保证轮胎模具硫化后平稳开模,对上盖开滑板进行受力分析,并通过有限元模拟的方法研究了开滑板的传热和磨损。结果表明:模具的预热过程有利于提高开滑板的使用周期;不同规格下的轮胎模具开滑板的磨损情况不同,开滑板的磨损主要受载荷的影响。由此可见,合理设计模具结构、减少T型块等部件的自重对减轻开滑板的磨损具有重要意义。     

基于Archard模型的热摆辗模具磨损研究

基于Archard磨损模型,建立了某型号汽车半轴的热摆辗磨损模型,利用Deform-3D软件并结合实验的方法,对汽车后桥半轴热摆辗成形过程中凹模一次磨损深度进行了分析,得到模具的磨损深度分布规律,结果表明:磨损最剧烈位置位于法兰台阶处和凹模筒形之间的过渡圆角位置;模具表面硬度的提高及摩擦因子的降低,模具一次磨损深度将迅速下降,模具的磨损量将大大减小,因此提高模具表面硬度和在模具表面涂覆润滑剂是减小模具磨损、提高模具寿命的有效措施。     

基于Archard的正挤压模具磨损模拟分析与研究

对Archard模型进行了修正,建立了挤压磨损模型。采用Deform磨损分析模块对典型正向冷挤压过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布图,确定了最大磨损发生区域。通过对比分析,研究了模具几何形状、变形程度、滑动速度对模具磨损的影响关系。研究结果表明,挤压磨损模型反映了挤压过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减低挤压磨损的措施。     

高硬铁基材料的耐磨性研究

采用真空熔炼-浇铸工艺制备了铁基高硬耐磨板。利用硬度计、磨粒磨损实验机和Micromesure 2白光共焦三维形貌仪,分别测量了该板的硬度、磨损失重及磨痕深度,并与高铬铸铁和进口耐磨板进行对比。结果表明:铁基高硬耐磨板的硬度可达66~68 HRC,磨损失重为31.9 mg,磨痕深度为38.74μm;而高铬铸铁和进口耐磨板的硬度分别为55~58 HRC和63~65 HRC,磨损失重分别为74.6、54.8 mg,磨痕深度分别为155.80μm和1000μm。铁基高硬耐磨板具有更优异的耐磨损性。     

轮胎模具结构研究现状及分析

从轮胎模具的发展与研究现状介绍了轮胎两半模具与活络模具的结构,对比了斜平面式活络模具和圆锥面式活络模具的结构和装配特点,模具零件变形和磨损对硫化后轮胎的外观影响,说明了模具热板式和蒸锅式的加热方式在轮胎硫化过程中的热传导路线。还论述了模具结构有限元分析的步骤,从减轻模具质量、缩小模具体积、缩短模具温模时间、改善模具型腔温度分布均匀性、解决轮胎表面胶毛和轮胎胶边与错花外观质量等方面,介绍了轮胎模具结构改进的方法,以期对后续的轮胎模具研究工作有一定的借鉴和启发作用。     

基于有限元模拟的5754铝合金自冲铆接成形的模具磨损研究

将5754铝合金自冲铆接成形的模具磨损作为分析对象,基于Archard理论磨损模型与Deform-3D软件,建立两层2 mm料厚的5754铝合金自冲铆接安装模具磨损的有限元模型。通过模具磨损过程的分析得知,安装模具的磨损集中于中间凸台的侧壁区域,安装模具的最大磨损深度为1. 28×10~(-6)mm,模具寿命的预测值为156250次,模具寿命的试验值为139782次,模拟值与试验值之间的相对误差为10. 54%,从而验证了有限元模拟的可靠性。基于有限元模拟结果,分析了工艺参数与模具磨损深度之间的变化关系,研究得知:模具的磨损深度随着铆接速度以及模具深度的增加而增大,而随着模具宽度的增大则呈现逐渐减小的变化趋势。     

中锰铸态耐磨钢的冲击磨损性能

研究了冲击载荷大小对中锰铸态耐磨钢的冲击磨损性能的影响。结果表明，与高锰钢试样相比，当冲击载荷≤1．5J时，铸态耐磨钢有较好的耐磨性。     

25CrMnSi和22SiMn2低合金钢摩擦磨损性能研究

25CrMnSi和22SiMn2是两种低合金耐磨钢,为了研究其耐磨性能,通过滑动磨损与冲击磨损试验,测试并分析了两种材料的磨损形貌和金相组织。结果表明,在滑动磨损条件下,25Cr MnSi的表层和心部均比22Si Mn2耐磨,但二者心部的耐磨性差异更大;而在冲击磨损条件下,25Cr MnSi的耐磨性相对较差;在两种磨损条件下,25Cr MnSi耐磨失重量差异不大,而22Si Mn2在滑动磨损条件下的失重量几乎是冲击磨损的10倍,因而22Si Mn2较适合于冲击磨损情况下使用。     

Low stress abrasive wear behavior of a hardfaced steel

A plain carbon steel was overlayed with a wear-resistant hardfacing alloy by manual arc welding. Low stress abrasive wear tests were conducted with an ASTM rubber wheel abrasion tester using crushed silica and as the abrasive medium. The wear rate decreased with sliding distance, and there was an overall improvement in the abrasive wear resistance as a result of overlaying. The wear behavior of the samples has been discussed in terms of microstructural features while the examination of wear surface and subsurface regions provides insight into the wear mechanisms.     

Cr12MoV钢表面激光熔覆Ni/Ni-WC梯度涂层的组织与耐磨性能

利用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni/Ni-WC梯度涂层,通过X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪、高速往复摩擦磨损试验机以及白光干涉仪研究了梯度涂层的物相组成、耐磨性能和磨损形貌。结果表明:梯度涂层Ni60A+35%WC耐磨层物相主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、WSi₂相以及多种碳化物等硬质相组成。梯度涂层间以及涂层与基体间没有裂纹和气孔等缺陷生成,在界面处表现为良好的冶金结合。Ni60A+35%WC耐磨层平均显微硬度约为基体的1.7倍,Ni/Ni-WC耐磨涂层的磨损机理主要为疲劳磨损和磨粒磨损,基体的磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。     

Tribological properties of solid lubricating film/microarc oxidation coating on Al alloys

A process for preparation of solid lubricating films on micro-arc oxidation（MAO） coating was introduced to provide self-lubricating and wear-resistant multilayer coatings for aluminum alloys. The friction and wear behavior of various burnished and bonded solid lubricating films on the as-deposited and polished micro-arc oxidation coatings sliding against steel and ceramic counterparts was evaluated with a Timken tester and a reciprocating friction and wear tester, respectively. The burnished and bonded solid lubricating films on the polished micro-arc oxidation coatings are superior to the as-deposited ones in terms of the wear resistant behavior, because they lead to strengthened interfacial adhesion between the soft lubricating top-film and the hard polished MAO sub-coating, which helps increase the wear resistance of the solid lubricating film on multilayer coating. Thus the multilayer coatings are potential candidates as self-lubricating and wear-resistant coatings for Al alloy parts in engineering applications.     

Recycled hard metal-base wear-resistant composite coatings

The abrasion-erosion wear resistance of composite coatings from self-fluxing Ni-base alloy and WC-Co hard metal powders is evaluated. The resistance of thermal sprayed and melted NiCrSiB-(WC-Co) coatings was found to be markedly higher than that of NiCrSiB and slightly higher than that of comparative welded coatings. Microstructural and surface analyses were used to describe the coatings and the wear damage. Based on the principles of creating wear-resistant coatings and on experimental studies of wear resistance, high wear-resistant, composite NiCrSiB-(WC-Co) coatings were fabricated. These coatings exhibited 300% higher wear resistance than 0.45% C steel.     

高能束熔覆制备耐磨涂层技术研究现状与展望

耐磨涂层是指在材料基体表面涂覆具有高耐磨性的薄层,在保证涂层与基体之间具有足够的结合强度的同时,使基材表面达到耐磨的目的.高能束熔覆技术是一种高效、可靠的表面处理技术,在耐磨涂层的制备方面具有广阔的应用前景.从高能束熔覆技术、高能束熔覆制备耐磨涂层、耐磨涂层强化机制、耐磨涂层质量调控等四个方面,介绍了高能束熔覆制备耐磨涂层技术的研究现状.其中,在高能束熔覆技术方面,概述了以激光熔覆、等离子熔覆为代表的高能束熔覆的工作原理及特点.在高能束熔覆制备耐磨涂层研究方面,综述了Ni、Co、Fe基自熔性合金涂层及金属基复合涂层、梯度功能材料涂层的特点.在耐磨涂层强化机制方面,分析了涂层的磨损机理,同时讨论了添加硬质颗粒和元素对耐磨涂层性能的影响.在耐磨涂层质量调控方面,阐述了熔覆过程中工艺优化和数值模拟仿真对改善高能束熔覆技术成形工艺的作用.最后,总结了高能束熔覆技术在耐磨涂层制备上存在的问题,并提出了展望.     

WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料的抗磨损性能研究

通过销盘磨损试验,研究了在两体磨损条件下,WC颗粒增强抗磨白口铸铁表层复合材料的抗磨损性能;并与相应的抗磨白口铸铁的抗磨损性能进行了比较.结果表明,铸态去应力处理时,抗磨白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性有所增强.Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.48,而复合材料的相对耐磨性提高10倍以上;硬化态去应力处理时,抗磨白口铸铁随着金属Cr含量的增加,其耐磨性略有增强.Cr含量从2%增加到26%,相对耐磨性从1增加到1.32,而复合材料的相对耐磨性高达30左右.可见,为了提高材料表层的耐磨性能,采用制备WC颗粒增强Cr系抗磨白口铸铁表层复合材料的途径十分有效.     

等离子喷涂法制备铁基硬质涂层的力学性能

为了在碳钢表面制备耐磨涂层,使涂层与基体的膨胀系数相近,减少涂层应力,将80％ Fe,13％P,7％C(质量分数,％)机械混合粉末进行等离子喷涂,制备铁基耐磨涂层.采用粘结剂对偶试样拉伸试验法测定涂层结合强度,采用表面显微硬度法分析涂层硬度,采用MMW-2型(高温)摩擦磨损试验机以40Cr硬质合金为对磨材料对涂层进行耐磨性试验.结果表明,涂层的结合强度平均值为29.16 MPa,显微硬度的平均值为7.889 MPa,高于陶瓷涂层硬度值,涂层的耐磨性能较好,磨损200 min后,涂层的磨损量在36 mg左右,磨损量约为对磨件的1/13,涂层磨损主要为磨粒磨损机制.     

WC/Mn13堆焊复合材料磨料磨损性能的研究

采用堆焊工艺在高锰钢的基体表面复合上一层WC硬质合金材料，获得了一种具有高耐磨性和高韧性的复合材料。对WC／Mn13堆焊复合材料的微观组织、力学性能以及耐磨料磨损性能进行了研究分析，结果表明：高锰钢堆焊复合材料与传统耐磨材料相比表现出了优越的耐磨料磨损性能，并保持了高锰钢高韧性的特点，综合性能极大提高。