一、热作模具钢热磨损和摩擦系数的研究（论文文献综述）
殷学俊[1]（2021）在《5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的研究》文中指出5CrNiMo热作模具钢价格低廉,常被用于制造大中型模具,在较高温度下具有良好的淬透性以及综合性能,但常规热处理后的5CrNiMo热作模具钢热稳定性严重不足,硬度低耐磨性较差,并且高温磨损是其主要失效形式。扫描电子束表面改性技术是近几十年来发展起来的一种新型表面处理技术,能够有效改善材料表面的综合性能。本文以5CrNiMo热作模具钢为研究对象,基于传热学原理,利用有限元仿真软件建立扫描电子束表面改性温度场数学模型,探究扫描电子束表面改性过程中表面不同时刻的温度场分布规律;根据仿真结果设定合理的扫描电子束工艺参数,研究扫描电子束束流和电子枪移动速度对5CrNiMo热作模具钢表面形貌、显微组织及力学性能的影响。最后根据模具实际生产要求,探究调质处理时不同回火温度对扫描电子束处理后的试样改性层的影响。研究结果表明:扫描电子束表面改性处理可以使5CrNiMo热作模具钢表面温度迅速加热到熔点以上,达到熔融态,在扫描电子束收束阶段,由于热量传递较慢,表面温度较稳定阶段有所升高。经扫描电子束处理后,试样横截面形貌分为熔融区、热影响区和基体。改性层深度随着束流的增加和电子枪移动的减小呈现增大的变化规律。熔融区出现柱状晶和等轴晶,晶界内部有大量超细小的隐晶马氏体,热影响区主要由少量板少量马氏体、残余奥氏体、未熔铁素体,以及大量细小的合金碳化物颗粒和白色粒装析出物组成。由于熔融区组织晶粒被细化,导致熔融区显微硬度高于热影响区。随着扫描电子束束流的增大,试样表面显微硬度呈现非线性增加,束流为4m A时,表面显微硬度达到最大值876.5HV,相比于基体表面显微硬度提高了2.43倍,随着电子枪移动速度的增加,表面显微硬度呈非线性降低,电子枪移动速度为300mm/min时,试样表面显微硬度值达到862.7HV。试样表面粗糙度随着束流的增加以及电子枪移动速度的增加,均呈现先减小后增加的变化规律,当束流为3m A,电子枪移动速度为360mm/min时,试样表最为光滑平整无熔坑等缺陷,表面粗糙度由原始的2.437μm降低至0.886μm,扫描电子束处理具有表面抛光的作用。经过扫描电子束表面改性处理,5CrNiMo热作模具钢表面耐磨性得到明显提升,表面耐磨性随束流的增加和电子枪移动速度的增加均呈现先升高后降低的变化规律,束流为3m A,电子枪移动速度为360mm/min时,表面耐磨性最好,说明扫描电子束表面改性处理可以有效改善模具表面综合性能,延长模具的使用寿命。根据模具实际加工生产要求,发现回火温度对试样熔融区显微组织及力学性能影响不大,热影响区则会生成多相组织,并且热影响区显微硬度随着回火温度的升高逐渐降低。
崔有正[2]（2021）在《球头铣削仿生表面磨损与抗疲劳性能研究》文中研究指明零件的表面形貌对于诸如耐磨性、抗疲劳性及耐腐蚀性等使役性能有着重要影响。如汽车覆盖件模具表面的耐磨性、抗疲劳性直接决定了工件成形质量和模具使用寿命。自然界中某些生物体表的凹坑形非光滑形态具有较好的耐磨性能。采用激光加工等方法在零件表面制备出凹坑形仿生非光滑表面,是一种提高表面使役性能的有效方法。高速球头铣削可形成具有规则分布的凹坑状表面形貌,且相对于激光加工制备技术具有加工效率高、作业范围广、生产成本低的优点。因此,将仿生非光表面的相关理论与高速加工技术进行有效结合,对于提高零件的安全服役性能、延长使用寿命有着重要实际意义。本文以汽车覆盖件模具常用材料Cr12Mo V为研究对象,结合其服役环境和主要失效形式,以蜣螂体表凹坑形非光滑形貌为参考,在仿生表面高速铣削加工可行性分析基础上,对仿生表面的磨损特性与抗疲劳性能进行了探索。首先,以仿蜣螂体表四边形凹坑形貌为仿生设计原型,并对其体表凹坑非光滑表面形貌进行了提取与分析。从磨屑收集、存储与力矩效应,以及应力缓释、负压减阻、快速散热等方面,对工件仿生表面的减阻、耐磨机理进行分析;对工件表面仿生四边形凹坑形貌对疲劳裂纹扩展的阻滞作用也进行了分析。采用球头铣削加工实验,验证采用球头铣削制备仿生凹坑形表面的可行性,并对其相关指标进行了检测,满足仿生表面形貌参数的实际要求。其次,分析球头铣削加工表面进给残留和行距残留的形成机理,研究加工参数对表面残留形貌的影响规律。设计单因素铣削实验,验证表面形貌仿真模型的准确性和可靠性,论证相位差Δφ对表面形貌微单元凹坑形状的影响规律,验证球头铣削加工制备四边形和六边形凹坑表面形貌微单元方法的可行性。再次,通过采用数值模拟仿真与摩擦磨损试验相结合的研究方法,从稳定摩擦系数、磨屑收集,存储能力、应力分散和缓释及热交换效应等减磨机理方面优选出具有最佳减阻、耐磨性的仿生表面,得出工件表面仿蜣螂体表四边形凹坑形貌具有最佳的减阻和耐磨性,其摩擦系数相对于抛光试件的摩擦系数降低了23.6%。确定了不同切削参数对仿生表面形貌耐磨性的影响,获得了具备良好耐磨性切削参数组合方案。最后,分析高速球头铣削仿生凹坑形貌与抗疲劳性能之间的相关性及影响机制。基于Neuber模型构建球头铣削加工参数、表面形貌应力集中系数及疲劳寿命三者之间的数学模型,通过理论分析、模拟仿真及试验验证四边形仿生凹坑表面具有较好的抗疲劳性能。此外,从疲劳裂纹扩展的角度分析,得出仿生蜣螂体表四边形凹坑形貌对疲劳裂纹扩展具有一定的阻滞作用的结论。通过对仿生试件疲劳断口的观测,获得了相关疲劳断裂信息。
姜伟[3]（2020）在《H13钢激光熔覆耐磨涂层及抗磨机理的研究》文中提出H13钢作为国内外广泛使用的一种热作模具钢,具有较高的淬透性、耐磨性、韧性以及良好的冷热疲劳性。然而,在高温金属摩擦和挤压的严酷工况条件下,热磨损作为H13钢主要的失效形式之一往往会导致H13钢早期失效。采用激光熔覆对其进行表面处理可有效地提高H13钢的高温耐磨性和使用寿命。本文采用激光熔覆在H13钢表面制备耐磨涂层,并采用SEM、XRD、XPS等对涂层进行了微观分析。针对涂层和H13钢在400、500和600℃下进行了高温磨损实验,对比研究了涂层与H13钢的高温磨损行为和耐磨性,采用SEM、XRD、Raman等对涂层的磨面及剖面的形貌、物相及成分进行了测试和分析,并探讨了涂层的高温磨损机制和抗磨机理。可见,此研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本研究采用多道多层激光熔覆法在H13钢表面成功地制备出不同Ni含量的铁基合金涂层,涂层无孔洞、裂纹等缺陷,与基体呈良好的冶金结合。各涂层呈现出类似的凝固组织,第一层从底部到顶部依次是胞晶、柱状晶、等轴晶,第二层主要是等轴晶或树枝晶。随着Ni含量增加,涂层的基体物相从α-Fe转变为γ-（Fe,Ni）,XRD和XPS测试结果表明,涂层中有Al3Ni、AlNi和Fe3Al等金属间化合物的析出。涂层硬度随着Ni含量的增加而降低,各涂层的热稳定性要明显优于H13钢,其中涂层4最为优异。高温摩擦磨损实验结果表明,各涂层的磨损率随着温度和载荷的增加而增加,并且随着Ni含量的增加,涂层1到涂层4的磨损率逐渐降低,涂层5和6略有升高。其中涂层4在400、500、600℃下的磨损率最低,几乎均在5×10-6mm3/mm以下。而相比之下,H13钢,除500℃外,400和600℃下的磨损率几乎都高于5×10-6mm3/mm,甚至在600℃、150N下磨损率达到了33×10-6mm3/mm。因此,与H13钢相比,涂层具有优异的高温耐磨性。可见,这些激光熔覆涂层可以有效地提高H13钢的高温磨损性能。通过对各涂层和H13钢的磨损行为和特征的分析,发现各涂层在400-600℃的磨损机制为氧化轻微磨损和氧化磨损的轻微-严重转变,只有涂层4的磨损机制主要为氧化轻微磨损。而H13钢在400-600℃的磨损主要处于氧化磨损的轻微-严重转变区,甚至在600℃、150N下发生了塑性挤出磨损。涂层高的高温耐磨性主要与摩擦氧化物和涂层热稳定性有关。高温磨损时,涂层磨面亚表层保持较高的硬度（基本在450HV以上）下,摩擦氧化物层受到足够的支撑而起到完全保护作用,处于氧化轻微磨损。当磨面亚表层有所软化,硬度降至300-400HV,摩擦氧化物层没有得到足够的支撑而只起到部分保护作用,进入到氧化磨损的轻微-严重磨损转变区;当亚表层硬度降到300HV以下,亚表层基体发生了塑性变形,无法支撑摩擦氧化物层,故摩擦层出现严重破裂和剥落而失去保护作用,进入塑性挤出磨损。
肖浩男[4]（2020）在《激光增材制造H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料的探索研究》文中提出H13钢因具有较高的硬度、热强度和抗热疲劳性,常用于制造压铸、锻造、挤压和热加工冲床等模具。然而随着模具行业的不断发展,其性能已无法满足使用要求,常因表面磨损失效导致零件报废。因此模具表面耐磨材料应运而生,其优异的耐磨性可以延长其使用寿命。由于W-Mo-V高速钢（HSS）具有良好的热硬性,在高温下仍保持杰出的磨损性能,因而常被用来制备表面耐磨材料。在制备表面耐磨材料时,由于材料间的热膨胀系数差异,往往导致耐磨材料与基体存在界面应力,长时间反复受载的服役下,常出现脱落现象。而采用激光增材制造技术制备的梯度耐磨材料,可逐步缓解材料间的成分和性能差异,减少因界面缺陷引起的失效问题。此外,本课题还研究了回火处理对耐磨材料的影响。该研究有助于模具表面防护材料的制备,同时也为增材制造一体化成形梯度耐磨材料提供理论支持。本研究采用激光增材制造技术分别制备了复合材料和功能梯度材料,通过XRD物相分析、扫描电子显微镜（SEM）分析、能谱（EDS）分析、硬度测试、磨损测试和拉伸测试分别对各复合材料的物相、组织、硬度、耐磨性和拉伸性能进行表征。并对功能梯度材料进行了元素分析和硬度测试。结果表明,激光增材制造H13/W-Mo-V HSS复合材料的显微组织均由马氏体、残余奥氏体和碳化物组成。当复合材料中W-Mo-V HSS含量达到40%时,晶界处有小块状碳化物出现,随着W-Mo-V HSS含量进一步增高,这些碳化物聚集长大形成一个连续的网状结构。各复合材料在回火过程中的组织演变趋势相似,回火促进了复合材料中残余奥氏体的分解和碳化物的生成。同时随着回火温度的升高碳化物也逐渐长大,尤其是在高W-Mo-V HSS（60%-100%）含量复合材料中碳化物长大明显。在550℃回火时,各复合材料组织中残余奥氏体基本分解完毕,且组织中的碳化物均匀分布,较高含量的精细碳化物（Mo2C、VC和Cr7C3）弥散分布在基体中。当回火温度升高到600℃及以上时,碳化物尺寸较大并与基体脱离共格关系。随着W-Mo-VHSS含量的升高,沉积态试样的硬度从0%W-Mo-V HSS试样的541 HV增加到100%W-Mo-V HSS试样的799 HV;室温和高温磨损实验表明,较高W-Mo-V HSS含量对复合材料的磨损性能有一定的好处（100%W-Mo-V HSS试样的室温磨损性能和高温磨损性能相比于0%W-Mo-V HSS试样分别提升了 5.2倍和4.7倍）,这些都与复合材料组织中合金元素和碳化物含量增多有关。拉伸测试表明,随着W-Mo-V HSS含量的升高,沉积态的复合材料的拉伸性能呈降低趋势。当复合材料进行回火处理后,各试样在550℃回火时均出现了二次硬化现象,0%和100%W-Mo-V HSS试样硬度分别达到693 HV和904 HV。在550℃回火下所有试样的室温磨损性能也有显着提升,其中80%和100%W-Mo-VHSS含量的复合材料的磨损率约为0.25×10-6 mm3N-1·m-1,相比于沉积态提升了约5.2倍。回火后的拉伸实验表明,各试样在550℃回火时有较高的抗拉强度,但各试样的伸缩率处于较低水平。激光增材制造W-Mo-V HSS/Nb复合材料的显微组织和W-Mo-V HSS试样相似,均由马氏体、残余奥氏体以及碳化物组成。Nb的添加细化了 W-Mo-VHSS的晶粒尺寸,由0wt%Nb时的4.35μm减小到2wt%Nb时3.63μm。随着晶粒尺寸的细化,试样的力学性能均有一定程度的提高。550℃回火处理使W-Mo-VHSS/Nb复合材料的硬度略有降低,但其表现出了较为优异的磨损性能。根据复合材料的研究基础,最终成功制备了质量良好的H13/W-Mo-VHSS/Nb功能梯度材料。对其进行元素分析发现,各层间变化程度较小,无明显的跳跃级界面。硬度测试结果发现,梯度块体从最底层到最顶层逐渐升高,无急剧变化现象。
桑娜[5]（2020）在《模具钢超声表面滚压与离子注渗复合改性层的组织与性能》文中研究表明Dievar模具钢是由以前的瑞典乌德侯姆钢厂专门开发的一种Cr-Mo-V系合金钢,具有优异的热强度和良好的韧性,主要用作热作模具钢,它被广泛应用于汽车、电子、航空制造、核电设备、石油化工、海洋平台装备制造等对材料性能要求较高的领域。热作模具钢在服役过程中,一般失效的位置都始于表面,当两工件间产生滑移运动时会存在摩擦或划伤,严重时会使得工件出现磨损失效问题。另外,热作模具钢在冷热交替循环的环境中工作,也容易产生热疲劳失效问题。因此,在提高热作模具钢摩擦磨损性能的同时也需要提高其热疲劳性能。本课题对Dievar模具钢进行了超声表面滚压处理（Ultrasonic Surface Rolling Processing,USRP）,在材料表面制备了一定厚度的梯度纳米改性功能层。随后,在经过超声表面滚压处理后的试样和未经任何处理的试样表面进行高能离子注渗（High Energy Ion Implantation,HEII）碳化钨的工艺处理,制备出高能离子注渗碳化钨层,并通过对表面功能层的微观组织结构、化学成分、硬度、摩擦磨损性能以及热疲劳性能等的研究,分析表面纳米化对于高能离子注渗碳化钨层性能的影响。研究表明,经超声表面滚压处理后,在材料表面形成了厚度约为60μm的梯度纳米结构表层。经表面纳米化处理后,试样的硬度由200 HV提高到了301 HV,硬度提高了约50%。材料在进行超声表面滚压时表面承受循环交变载荷的作用,在沿垂直于表面方向上晶粒细化程度不同,同时产生了大量的非平衡缺陷,高密度的非平衡缺陷可使表面活性提高,增强表面对活性离子或者活性原子的吸附力,并且晶粒细化所产生的大量晶界使原子快速扩散的通道增多。这些特性都表明超声表面滚压对高能离子注渗有促进作用。与采用HEII工艺处理试样相比,经过USRP+HEII工艺处理的试样的梯度纳米结构表层明显增强了高能离子注渗的效果。相对于HEII工艺处理的试样,USRP+HEII处理的试样的表面组织更加致密均匀,USRP+HEII处理试样最表层的硬度达到944.9 HV,分别较基体硬度和HEII处理试样表面硬度提高了约69%和27%。两个试样都形成了一定厚度的富集层和扩散层,碳化钨富集区域的厚度约为200μm。USRP+HEII处理试样相比于HEII处理试样的扩散层厚度提高了约27%。由摩擦磨损试验结果表明,经USRP+HEII工艺处理的试样的平均摩擦系数和体积磨损量在不同载荷和不同温度条件下都要低于经HEII工艺处理的试样,说明了USRP+HEII处理试样具有更加优良的摩擦磨损性能。在变载摩擦磨损试验中,HEII工艺处理的试样容易出现疲劳磨损及磨粒磨损;经USRP+HEII工艺处理的试样的磨损机制始终以氧化磨损和轻微磨粒磨损为主。在变温摩擦磨损试验中,HEII工艺处理的试样在低温下出现了疲劳磨损,随着温度的升高粘着磨损明显加重;USRP+HEII工艺处理的试样低温下以氧化磨损为主,随着温度的升高粘着磨损也开始加重,但粘着磨损加重程度要轻于经HEII工艺处理的试样。经热疲劳试验发现,相比于HEII工艺处理的试样,通过USRP+HEII工艺处理试样的表面裂纹相对较少;USRP+HEII工艺处理的试样沿截面的裂纹最大深度降低了约37%,宽度也相对较小;靠近表面约30μm左右的区域,经USRP+HEII工艺处理试样的硬度要高于经HEII工艺处理的试样。通过以上分析得出,经过USRP+HEII工艺制备的试样具有更好的热稳定性和综合性能。
张洁[6]（2020）在《新型H13热作模具钢合金成分优化及磨损性能研究》文中提出为适应压铸和冲压模具的发展需求,满足力学性能和耐磨损性能的匹配,本研究团队以H13钢为研究对象,通过合理的成分优化设计了三种新型H13模具钢,即:“低Si低Cr高Mo”的CXN1钢、“低Si低Cr高Mo加低W”的CXN2钢、“低Si低Cr高Mo加高W”的CXN3钢。本文针对H13钢的合金元素成分优化及对应产生的显微组织与机械性能变化,为高耐磨模具钢的研发与应用提供指导。主要研究成果如下:（1）CXN系列钢退火组织中碳化物尺寸均匀,分布弥散,而H13钢中碳化物尺寸不一,且在相界处有大量的链状液析碳化物;四种合金在500和550℃回火时均为回火马氏体;在600℃回火时,H13钢和CXN1钢呈回火屈氏体,而CXN2和CXN3组织仍为回火马氏体,出现部分回火屈氏体,且马氏体板束尺寸更小。（2）CXN系列钢在600℃回火硬度稳定性和热稳定性均优于H13钢;随回火温度上升,CXN系列钢冲击吸收功呈先下降后上升趋势,H13钢则不断增大;四种合金的延伸率也有不同程度上升;CXN系列钢的抗拉强度始终高于H13钢。（3）随着磨损时间延长,H13钢和CXN1钢的动态摩擦系数增大,CXN2钢和CXN3钢则波动较小;各温度下CXN系列钢的平均摩擦系数均小于H13钢。随回火温度升高,四种合金的磨痕宽度差别较小,深度差别较大;CXN系列钢和H13钢的磨损率均呈先下降后上升趋势,且CXN系列钢在600℃时磨损率显着低于H13钢;尤其是CXN3钢在各温度下磨损率仅H13钢30%50%。（4）随回火温度上升,H13钢由磨粒磨损为主演变成剥层磨损为主;CXN1钢由磨粒磨损和剥层磨损到600℃回火时转变为磨粒磨损和粘着磨损为主;CXN2钢500℃时主要是磨粒磨损和剥层磨损,演变为磨粒磨损为主;CXN3钢始终为磨粒磨损,磨痕犁沟修长均匀;4种材料均出现了氧化磨损。（5）H13钢在各温度主要是Cr7C3和Cr23C6,其中Cr23C6粗大软质,偏聚在晶界边缘,降低硬度和稳定性,易为磨损开裂源;CXN1钢前期主要是M2C和M6C,600℃时主要是MC和M2C,利于提高强度硬度和耐磨性;CXN2钢在500℃回火主要是M2C和M6C,随温度上升出现较多MC和M2C,细小且稳定,钉扎了位错,推延马氏体回复效应,提高材料位错强化作用;CXN3钢主要是富Mo、V、W的M2C、MC型碳化物,M2C弥散度很高,阻碍了α相的回复再结晶,钉扎位错的运动和晶界的迁移,维持组织和结构的稳定性,使得CXN3钢具有较佳热稳定性能。W系碳化物有较高的硬度、熔点和耐磨性。综上所述,本论文选择立足于H13钢的合金成分优化设计,通过改进的热处理参数,探究CXN系列钢与H13钢的合金显微组织、硬度与塑韧性匹配、摩擦磨损行为的变化,为发展力学性能和耐磨损性能较佳的模具钢提供指导。
李班[7]（2020）在《H13钢表面激光熔覆复合涂层及耐磨性研究》文中研究说明H13钢是使用最广泛和最具有代表性的热作模具钢,但由于其工作环境十分恶劣,在使用过程中其表面常因为热磨损和热疲劳而失效,使用寿命普遍较短。目前,常用的模具表面强化和修复手段中,激光熔覆技术应用广泛,利用此技术得到的熔覆层质量好,具备优良的耐磨损、耐腐蚀、耐热、抗氧化性能。在熔覆粉末材料中选择由Ni Cr合金粉末和Cr3C2陶瓷粉末组成的NiCr-Cr3C2复合粉末,既具有NiCr合金良好的耐热耐腐蚀性能也具有Cr3C2陶瓷相在高温下的高硬度和强抗氧化性能。本文采用激光熔覆技术在H13基体表面制备H13与Cr3C2-Ni Cr粉末的复合熔覆层,借助扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）观察分析了熔覆粉末和涂层的微观组织与相结构及涂层与基体的结合特征;通过热震试验测试了熔覆层的热疲劳性能;采用显微硬度仪测试了涂层表面和截面的显微硬度;用高温摩擦磨损试验机测试了各因素对基体与和熔覆层耐磨性的影响,并比较了两者的耐磨损性能。以试验数据为基础,结合数值模拟与数理统计手段,建立基于二次回归正交的高温摩擦磨损模型并预测了模具的理论使用寿命。在确定的工艺参数下,激光熔覆85%H13+15%NiCr-Cr3C2复合粉末的熔覆层质量最好,复合粉末在XRD图谱中表现为Fe-Ni和Fe-Cr相。熔覆层主要物相为马氏体、Cr3C2、Cr7C3和碳化物（Cr·Fe）7C3,其中马氏体衍射峰最为明显,说明熔覆后所得到的组织中马氏体转化较为完全。经过激光熔覆处理后,表面显微硬度得到显着提高,随着Cr3C2-NiCr含量的上升,熔覆层显微硬度也随之升高。熔覆层表面显微硬度值接近1100HV0.2,约为基体（570HV0.2）的2倍;熔覆层的平均显微硬度（920HV0.2）与基体的显微硬度相比,提高了约350HV0.2左右,实现了对H13钢表面强化的目的。在相同条件下,基体的磨损深度显着大于熔覆层的磨损深度,载荷、温度对基体磨损深度的影响是显着的,载荷、温度对熔覆层磨损深度的影响是高度显着的。结合热反挤压成形数值模拟导出的模具与坯料接触条件,通过数值积分计算了单次成形各节点磨损深度,确定了磨损最大位置并以0.5mm磨损深度为磨损极限值,预测了基体、熔覆后模具理论使用寿命分别为5240件和6636件。
刘先升[8]（2019）在《热作模具钢PVD镀层热力耦合磨损行为研究》文中提出近年来随着科学技术的不断进步与发展,热成形也已成为汽车板材最为流行的制造工艺之一,而热成形模具是热成形过程中的核心零部件。热成形模具材料在恶劣的高温冲压环境下,周而复始的冲压变形过程中很容易发生热-力耦合作用的磨损现象。如果磨损量过大会直接导致冲压模具表面的失效,这大大地提高了汽车热成形板材的制造成本。目前工业生产中经常使用PVD镀层来提高热作模具的耐磨性能,深入研究热成形工艺中涉及的具有PVD镀层的热作模具材料在复杂高温成形过程的热机磨损行为,并评价相应热作模具材料的耐磨性能就具有十分重要的意义与价值。本文通过系统的实验和仿真分析,研究了具有PVD镀层的两种热成形模具钢材料（H13钢、DTDVA钢）的热机磨损性能,并与未镀层的样块进行对比研究,系统地分析了具有PVD镀层的典型热成形模具钢材料的热机磨损机理。此外,通过模拟实际工业生产中的热成形过程,进一步研究了具有典型冲击-滑移-保压过程的热成形模具钢材料热机磨损行为。具体研究内容如下:本文采用扫描电镜以及高倍光学显微镜对热力耦合磨损实验试样表面形貌进行研究,主要观察了冲击、滑移、保压三个过程区域的表面典型形貌,探究具有PVD镀层和无镀层的热成形模具钢试样在冲击作用后表面的磨损情况,并对比分析了各自的表面热机磨损程度。进一步的,利用Abaqus软件并结合Archard磨损理论,探究高周多次冲击后的热成形模具钢材料的磨损状况。建立了实际冲击-滑移-保压的有限元仿真模型,在设定的温度及PVD镀层条件的影响下,获得磨损深度与冲击次数的拟合关系,此外,与实际实验样块表面磨损深度的实验数据进行对比分析,并进行了准确性校核。上述研究内容对实际生产过程中的汽车板材料热成形模具材料的选择及评价相应材料的使用寿命具有一定的参考意义与价值。
丁洁[9]（2019）在《激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层组织与性能的研究》文中研究表明本文利用Nd3+:YAG激光器在H13钢表面上制备出Ni-Cr-Mo合金熔覆涂层,采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、显微硬度仪等微观分析手段对涂层的物相组成、微观组织、显微硬度、热稳定性等进行表征。采用MMU-5GA型销-盘式真空高温摩擦磨损试验机对Ni-Cr-Mo合金涂层及H13钢在不同实验温度和载荷条件下进行高温磨损实验,重点研究了Ni-Cr-Mo合金涂层的耐磨性及磨损行为,探讨了摩擦层的形成、作用及磨损机理。选题具有一定的理论意义和工程应用价值。实验结果表明:Ni-Cr-Mo合金涂层与基体之间形成了良好冶金结合。涂层1的主要物相为γ-Fe和α-Fe,涂层2和涂层3的主要物相都是α-Fe,涂层还有少量弥散析出的金属间化合物。涂层由熔覆区、结合区、基体热影响区组成,熔覆区组织为等轴晶,结合区组织为垂直于结合面且较为粗大的柱状枝晶。涂层的硬度得到很大提升,涂层1的硬度约660HV0.2,涂层2和涂层3的硬度在740760HV0.2之间。三种Ni-Cr-Mo涂层的热稳定性能相对于H13钢都有很大提高,尤其是涂层3较佳。磨损实验表明,三种Ni-Cr-Mo合金涂层与H13钢的磨损量都随实验温度和载荷的增加而增加。实验温度在400-500℃时,Ni-Cr-Mo合金涂层和H13钢的磨损量失重较轻且差距较小,H13钢比涂层的磨损量略高,但在500℃时,涂层和H13钢的磨损量近乎一致,涂层1的磨损量最低。可见,涂层和H13钢在400-500℃下均具有较佳的耐磨性。然而,在实验温度为600℃时,涂层和H13钢的磨损量失重差距变大,特别是载荷升至150N时涂层与H13钢的磨损量均快速升高,H13钢耐磨性变差,其磨损量约为涂层的23倍,涂层1的磨损量最少。可见,激光熔覆后的Ni-Cr-Mo合金涂层比H13钢具有更优异的高温耐磨性,涂层1的耐磨性最佳。研究发现,在不同实验温度和载荷条件下,Ni-Cr-Mo合金涂层和H13钢表面都有摩擦氧化物层产生,并影响磨损行为和磨损机理。400℃时,Ni-Cr-Mo合金涂层和H13钢磨面都存在大量的犁沟及少量黑色光滑区域,摩擦氧化物层具有保护作用,磨损机制主要为氧化磨损和磨粒磨损;500℃时,Ni-Cr-Mo合金涂层和H13钢磨面有鱼鳞状黏着痕迹和大面积黑色光滑区域,摩擦氧化物层具有保护作用,磨损机制主要为氧化磨损和黏着磨损;在600℃,50-100N时,Ni-Cr-Mo合金涂层和H13钢磨面大面积黑色光滑区域。150N时H13钢基体发生软化现象,出现严重的剥落现象,属严重磨损;而Ni-Cr-Mo合金涂层磨损表面的摩擦层加剧剥落并形成多层摩擦氧化物层,磨损处于氧化轻微磨损-严重磨损的转变区。
许琼方[10]（2019）在《H13模具钢渗硼工艺及渗层组织和性能的研究》文中研究说明固体渗硼技术是改善H13模具钢性能,提高其使用寿命的有效手段,但是传统的固体渗硼具有处理温度高、保温时间长等缺点,表面形变预处理、稀土辅助渗硼和低温渗硼等技术成为了研究热点。本文以H13模具钢为基体,开展了普通渗硼、镀镍渗硼、稀土辅助渗硼和低温渗硼实验,研究了不同工艺、稀土辅助渗硼以及低温等条件对镀镍渗硼渗层组织性能的影响,具体实验结果表明:对于普通渗硼实验,最佳渗硼剂配方为:5%B4C+5%KBF4+5%活性炭+余量碳化硅;相较于普通渗硼,镀镍渗硼形成的渗层厚度更大,较佳的镀镍渗硼工艺为:加热温度980°C,保温时间5h。相较于普通渗硼,镀镍渗硼渗层中还具有γ-（Fe,Ni）和（Fe,Ni）2B和（Fe,Ni）B相,使得材料的耐磨性得到较大提升。硬度方面,镀镍渗硼和普通渗硼渗层在距离试样表层25μm左右处硬度达到峰值,普通渗硼渗层硬度最大值为1550HV0.1,镀镍渗硼渗层硬度最大值为1420HV0.1;外层普通渗硼渗层硬度高于镀镍渗硼渗层,内层反而低于镀镍渗硼渗层硬度,主要是因为镀镍渗硼渗层表面相对较为疏松,存在较多的孔洞等缺陷。对于稀土（CeCl3）辅助渗硼实验,通过对不同CeC13含量对H13钢稀土辅助渗硼实验后,发现渗层的厚度和CeC13含量成正比,加入了 CeC13的渗硼使得H13钢的渗层组织变得更紧密,5%CeC13辅助渗硼渗层的致密度、显微硬度有较大提高,表面粗糙度也增大;1 0%CeCl3辅助渗硼渗层的表面粗糙度显着增大,但是其显微硬度和致密度却大幅度下降。加入0、2.5%、5%、10%CeCl3辅助渗硼样品的摩擦系数分别在440s、610s、850s、650s时到达最高值。样品的磨损量从大到小分别为:H13钢样品、普通渗硼、2.5%CeCl3辅助渗硼、10%CeCl3辅助渗硼、5%CeCl3辅助渗硼。5%CeCl3辅助渗硼样品的高温摩擦磨损性能是H13钢基体的1.7倍。对于580℃低温渗硼实验,抛光态样品和喷丸样品在580℃低温渗硼处理后的样品表面粗糙度分别为Ra2.06、Ra1.87,硬度分别为18GPa、23GPa,抛光态渗硼样品渗层致密度比喷丸渗硼样品高,得到的渗层组织为FeB和Fe2B双相。两种低温渗硼样品在300-700℃的摩擦系数曲线变化趋势类似,当实验温度为300℃时,两种渗层表现出良好的耐摩擦磨损性能;实验温度为400、500℃时,此时摩擦曲线波动幅度变大;当实验温度为600、700℃时,两种渗硼样品的摩擦系数曲线初段差异较大,抛光态样品渗层很快就被磨穿,失去对基体的保护作用,而喷丸渗硼样品的摩擦系数先上升、再下降、最后在上升。当摩擦磨损实验温度为300℃时,两种低温渗硼样品的磨损机制主要为疲劳剥落磨损和轻微氧化磨损;当温度提升至400℃时,磨损机制主要为氧化磨损:600℃时磨痕附近出现了一些片状磨屑以及高温疲劳裂纹;当实验温度为700℃时,磨痕中出现了强烈的氧化磨损,形成了较大的疲劳剥落坑。
二、热作模具钢热磨损和摩擦系数的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、热作模具钢热磨损和摩擦系数的研究（论文提纲范文）
（1）5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景及意义 |
| §1.2 热作模具钢的表面强化方式 |
| §1.2.1 表面热喷涂 |
| §1.2.2 表面化学热处理 |
| §1.2.3 激光表面改性技术 |
| §1.2.4 电子束表面改性技术 |
| §1.3 电子束表面改性技术的研究现状 |
| §1.3.1 国外电子束表面改性技术研究现状 |
| §1.3.2 国内电子束表面改性技术研究现状 |
| §1.4 课题来源 |
| §1.5 研究内容及创新点 |
| §1.5.1 研究内容 |
| §1.5.2 创新点 |
| 第二章 实验材料、设备及测试方法 |
| §2.1 实验材料 |
| §2.2 扫描电子束表面改性设备工作原理与扫描方式 |
| §2.2.1 扫描电子束表面改性设备 |
| §2.2.2 扫描电子束表面改性设备工作原理 |
| §2.2.3 扫描电子束下束方式 |
| §2.3 金相组织、表面形貌和力学性能测试设备与方法 |
| §2.3.1 金相试样制备 |
| §2.3.2 显微组织观察和XRD物相分析设备及方法 |
| §2.3.3 表面粗糙度和表面形貌测试设备及方法 |
| §2.3.4 显微硬度和耐磨性能测试设备及方法 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 扫描电子束5CrNiMo钢表面改性温度场的研究 |
| §3.1 5CrNiMo钢扫描电子束表面改性过程物理分析 |
| §3.2 5CrNiMo钢扫描电子束表面改性温度场的建立 |
| §3.2.1 有限元模型的假设 |
| §3.2.2 扫描电子束热源的确定 |
| §3.2.3 温度场热源模型参数的确定 |
| §3.2.4 试样几何模型尺寸的确定和网格划分 |
| §3.2.5 边界条件 |
| §3.2.6 温度场的控制方程 |
| §3.2.7 5CrNiMo钢热物性参数 |
| §3.3 温度场仿真结果分析 |
| §3.3.1 扫描电子束表面改性加热过程温度场分布规律 |
| §3.3.2 扫描电子束表面改性冷却过程温度场分布规律 |
| §3.3.3 扫描电子束表面改性热源移动方向热循环曲线分析 |
| §3.3.4 扫描电子束表面改性截面深度方向热循环曲线分析 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 扫描电子束5CrNiMo钢表面改性实验研究 |
| §4.1 5CrNiMo钢调质处理 |
| §4.2 扫描电子束表面改性处理的实验方法和工艺参数 |
| §4.2.1 实验方法 |
| §4.2.2 实验工艺参数确定 |
| §4.3 扫描电子束表面改性处理实验结果分析 |
| §4.3.1 试样横截面形貌和显微组织分析 |
| §4.3.2 试样横截面显微硬度分析 |
| §4.4 束流对5CrNiMo钢显微组织、表面形貌和力学性能的影响 |
| §4.4.1 束流对5CrNiMo钢改性层深度和显微组织的影响 |
| §4.4.2 束流对5CrNiMo钢表面形貌的影响 |
| §4.4.3 束流对5CrNiMo钢表面粗糙度的影响 |
| §4.4.4 束流对5CrNiMo钢表面显微硬度和耐磨性的影响 |
| §4.5 电子枪移动速度对5CrNiMo钢显微组织、表面形貌和力学性能的影响 |
| §4.5.1 电子枪移动速度对5CrNiMo钢改性层深度和显微组织影响 |
| §4.5.2 电子枪移动速度对5CrNiMo钢表面形貌的影响 |
| §4.5.3 电子枪移动速度对5CrNiMo钢表面粗糙度影响 |
| §4.5.4 电子枪移动速度对5CrNiMo钢表面显微硬度和耐磨性的影响 |
| §4.6 本章小结 |
| 第五章 回火温度对5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的影响 |
| §5.1 试验方法与工艺参数 |
| § 5.2 回火温度对5CrNiMo钢显微组织、表面形貌和力学性能的影响 |
| §5.2.1 回火温度对表面显微组织的影响 |
| §5.2.2 回火温度对表面形貌和表面粗糙度影响 |
| §5.2.3 回火温度对显微硬度和耐磨性的影响 |
| §5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 全文总结 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（2）球头铣削仿生表面磨损与抗疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 仿生非光滑表面研究现状 |
| 1.3 高速球头铣削加工表面形貌研究现状 |
| 1.4 模具钢加工表面摩擦磨损特性研究现状 |
| 1.5 模具钢加工表面形貌对抗疲劳特性研究现状 |
| 1.6 目前相关研究存在的主要问题 |
| 1.7 课题来源和论文主要研究内容 |
| 1.7.1 课题来源 |
| 1.7.2 论文主要研究内容 |
| 第2章 仿生凹坑形非光滑表面设计、分析与制备 |
| 2.1 仿生设计原型的选取与分析 |
| 2.1.1 仿生设计原型的选取 |
| 2.1.2 仿生设计原型体表形貌的提取与分析 |
| 2.2 仿生凹坑形表面耐磨机理分析 |
| 2.2.1 磨屑收集、存储能力与力矩效应 |
| 2.2.2 应力分散与应力缓释效应 |
| 2.2.3 负压减阻效应 |
| 2.2.4 快速散热效应 |
| 2.3 仿生凹坑形表面抗疲劳机理分析 |
| 2.4 仿生试件的制备 |
| 2.4.1 仿生凹坑形铣削形貌的形成过程分析 |
| 2.4.2 试验材料准备 |
| 2.4.3 仿生试件制备检测结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 球头铣削加工表面形貌仿真与实验研究 |
| 3.1 球头铣削加工表面形貌的形成机理 |
| 3.2 球头铣刀铣削过程中的切削刃建模 |
| 3.3 球头铣刀铣削加工表面形貌仿真方法 |
| 3.3.1 球头铣刀切削刃的离散化 |
| 3.3.2 工件模型的离散化 |
| 3.3.3 时间步长的离散化 |
| 3.3.4 球头铣刀铣削加工表面形貌仿真分析流程 |
| 3.4 表面形貌仿真及实验验证 |
| 3.4.1 表面形貌评定参数方法 |
| 3.4.2 相位角对表面形貌的影响 |
| 3.4.3 行距对表面形貌仿真的影响 |
| 3.4.4 每齿进给量对表面形貌仿真的影响 |
| 3.4.5 切削深度对表面形貌仿真的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 球头铣削仿生表面摩擦磨损特性研究 |
| 4.1 块-块干滑动摩擦磨损试验的总体规划 |
| 4.1.1 块-块往复式摩擦磨损试验基本参数配置 |
| 4.1.2 不同仿生非光滑表面摩擦磨损试验方案的确定 |
| 4.2 Archard摩擦磨损模型 |
| 4.3 仿生形貌模型摩擦磨损仿真前处理 |
| 4.3.1 几何模型的建立 |
| 4.3.2 材料选择与边界条件的定义 |
| 4.4 不同仿生表面形貌摩擦磨损数值模拟分析 |
| 4.4.1 磨损深度分析 |
| 4.4.2 摩擦温度分析 |
| 4.4.3 应变分析 |
| 4.5 不同仿生表面形貌摩擦磨损试验分析 |
| 4.5.1 摩擦系数分析 |
| 4.5.2 磨损率分析 |
| 4.5.3 磨损形貌分析 |
| 4.6 不同切削参数对仿生表面磨损性能的影响 |
| 4.6.1 行距进给对耐磨性能的影响 |
| 4.6.2 每齿进给量对耐磨性能的影响 |
| 4.6.3 切削深度对耐磨性能的影响 |
| 4.7 不同切削参数对仿生表面耐磨性影响的试验分析 |
| 4.7.1 行距进给对耐磨性能的影响 |
| 4.7.2 每齿进给量对耐磨性能的影响 |
| 4.7.3 切削深度对耐磨性能的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 球头铣削仿生表面抗疲劳性能研究 |
| 5.1 仿生表面形貌与加工表面抗疲劳性能的相关性分析 |
| 5.2 仿生表面形貌微观应力集中现象及疲劳裂纹扩展理论 |
| 5.2.1 仿生表面形貌微观应力集中与疲劳寿命相关性分析 |
| 5.2.2 疲劳裂纹扩展理论模型 |
| 5.3 仿生表面形貌抗疲劳性能试验方法及条件 |
| 5.3.1 疲劳试验准备及过程 |
| 5.3.2 试件疲劳断口处理及观测 |
| 5.4 不同仿生表面形貌疲劳特性仿真与试验分析 |
| 5.4.1 疲劳寿命仿真分析前处理 |
| 5.4.2 不同仿生疲劳试件疲劳寿命仿真与试验分析 |
| 5.4.3 不同仿生疲劳试件疲劳损伤仿真分析 |
| 5.5 切削参数对四边形仿生表面疲劳特性的仿真与试验分析 |
| 5.5.1 不同行距进给对仿生疲劳试件疲劳寿命的影响 |
| 5.5.2 不同每齿进给量对仿生疲劳试件疲劳寿命的影响 |
| 5.5.3 不同切削深度对仿生疲劳试件疲劳寿命的影响 |
| 5.6 不同仿生表面疲劳裂纹扩展分析 |
| 5.6.1 不同仿生表面疲劳裂纹扩展仿真分析 |
| 5.6.2 不同仿生表面疲劳裂纹扩展特征参数对比分析 |
| 5.6.3 疲劳断口分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（3）H13钢激光熔覆耐磨涂层及抗磨机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题目的和意义 |
| 1.2 热作模具钢及热作模具的失效 |
| 1.2.1 热作模具钢的概述 |
| 1.2.2 热作模具的失效形式 |
| 1.3 模具的表面强化 |
| 1.4 激光熔覆技术 |
| 1.4.1 激光熔覆粉末的供给方式 |
| 1.4.2 激光熔覆粉末体系 |
| 1.4.3 熔覆工艺参数 |
| 1.5 激光熔覆涂层摩擦磨损的相关研究 |
| 1.5.1 有关室温摩擦磨损的研究 |
| 1.5.2 有关高温摩擦磨损的研究概况 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 试验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2激光熔覆实验 |
| 2.2.1 涂层制备 |
| 2.2.2 热处理工艺 |
| 2.3磨损实验 |
| 2.3.1 磨损试样制备 |
| 2.3.2 磨损过程 |
| 2.4 硬度测试及微观分析 |
| 2.4.1 硬度测试 |
| 2.4.2 微观分析 |
| 第三章 激光熔覆涂层的制备及微观分析 |
| 3.1 涂层合金成分的设计 |
| 3.1.1 涂层设计背景 |
| 3.1.2 涂层成分设计原则 |
| 3.1.3 合金元素及含量的确定与分析 |
| 3.2 激光工艺参数的选择及涂层制备 |
| 3.2.1 激光熔覆参数的选取 |
| 3.2.2 涂层的制备 |
| 3.3 激光熔覆涂层的微观分析 |
| 3.3.1 涂层的显微组织 |
| 3.3.2 涂层物相分析 |
| 3.3.3 涂层的硬度分布 |
| 3.3.4 涂层的热稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 激光熔覆涂层和H13钢的高温摩擦磨损行为和特征 |
| 4.1 涂层和H13 钢的高温摩擦磨损行为及分析 |
| 4.1.1 涂层的磨损率和摩擦系数 |
| 4.1.2 H13 钢的磨损率和摩擦系数 |
| 4.2 激光熔覆涂层的磨损特征及分析 |
| 4.2.1 宏观磨损形貌 |
| 4.2.2 磨面物相 |
| 4.2.3 磨面微观形貌 |
| 4.2.4 磨面剖面形貌 |
| 4.2.5 磨面剖面硬度分布 |
| 4.3 H13钢的磨损特征 |
| 4.3.1 宏观磨损形貌 |
| 4.3.2 磨面物相 |
| 4.3.3 磨面微观形貌 |
| 4.3.4 磨面剖面形貌 |
| 4.3.5 磨面剖面硬度分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 激光熔覆涂层的耐磨性和抗磨机理 |
| 5.1 激光熔覆涂层的耐磨性 |
| 5.1.1 轻微磨损和严重磨损 |
| 5.1.2 不同Ni含量涂层与H13钢的耐磨性对比 |
| 5.2 涂层和H13钢的磨损机制分析 |
| 5.2.1 氧化轻微磨损 |
| 5.2.2 氧化磨损的轻微-严重磨损转变区 |
| 5.2.3 挤出磨损 |
| 5.3 激光熔覆涂层的抗磨机理分析 |
| 5.3.1 摩擦氧化物层的作用 |
| 5.3.2 基体的热强性和热稳定性的作用 |
| 5.3.3 不同Ni含量下涂层的抗磨机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 主要结论和创新点 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间发表的学术论文及其他科研成果 |
（4）激光增材制造H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料的探索研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 H13热作模具钢的现状及强化技术 |
| 1.1.1 H13热作模具钢概述 |
| 1.1.2 热作模具钢强化技术 |
| 1.2 激光增材制造技术概述 |
| 1.2.1 激光增材制造技术简介 |
| 1.2.2 激光增材制造技术在模具钢行业研究进展 |
| 1.3 高速钢耐磨涂层研究进展 |
| 1.4 梯度耐磨材料 |
| 1.5 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 复合材料块体成形实验 |
| 2.2.2 功能梯度块体成形实验 |
| 2.3 H13/W-Mo-V HSS、W-Mo-V HSS/Nb及H13/W-Mo-V HSS/Nb梯度材料成形工艺 |
| 2.3.1 制备H13/W-Mo-V HSS和W-Mo-V HSS/Nb复合材料激光工艺研究 |
| 2.3.2 制备H13/W-Mo-V HSS/Nb梯度材料激光工艺研究 |
| 2.3.3 激光扫描路径 |
| 2.4 热处理工艺 |
| 2.5 显微组织和物相分析 |
| 2.5.1 组织分析 |
| 2.5.2 物相分析 |
| 2.6 性能测试 |
| 2.6.1 显微硬度测试 |
| 2.6.2 室温拉伸实验 |
| 2.6.3 摩擦磨损实验 |
| 第三章 激光增材制造H13/W-Mo-V HSS复合材料的组织和性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光增材制造不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料组织演变 |
| 3.2.1 不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料宏观形貌 |
| 3.2.2 不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料物相分析 |
| 3.2.3 不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料微观形貌 |
| 3.3 不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料性能分析 |
| 3.3.1 显微硬度分析 |
| 3.3.2 摩擦磨损性能分析 |
| 3.3.3 室温拉伸性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 回火处理对激光增材制造H13/W-Mo-V HSS复合材料的组织和性能影响. |
| 4.1 引言 |
| 4.2 回火处理对激光增材制造不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料组织的影响 |
| 4.2.1 XRD物相分析 |
| 4.2.2 回火处理对各试样显微组织的影响 |
| 4.3 回火处理对激光增材制造不同比例成分H13/W-Mo-V HSS复合材料性能的影响 |
| 4.3.1 显微硬度分析 |
| 4.3.2 室温摩擦磨损性能分析 |
| 4.3.3 高温摩擦磨损性能分析 |
| 4.3.4 室温拉伸性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 激光增材制造W-Mo-V HSS/Nb复合材料及回火处理后的组织和性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光增材制造W-Mo-V HSS/Nb复合材料显微组织分析 |
| 5.3 回火处理对激光增材制造W-Mo-V HSS/Nb复合材料组织影响 |
| 5.3.1 XRD物相分析 |
| 5.3.2 回火处理对各试样显微组织影响 |
| 5.4 回火处理对激光增材制造W-Mo-V HSS/Nb复合材料性能影响 |
| 5.4.1 显微硬度分析 |
| 5.4.2 摩擦磨损性能分析 |
| 5.4.3 室温拉伸性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 激光增材制造H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料的初步研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料的制备 |
| 6.3 H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料元素分布 |
| 6.4 H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料的显微硬度变化 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论文 |
| 致谢 |
（5）模具钢超声表面滚压与离子注渗复合改性层的组织与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 金属表面纳米化技术 |
| 1.2.1 喷丸处理 |
| 1.2.2 激光冲击强化 |
| 1.2.3 超声表面滚压 |
| 1.3 高能离子注渗合金化 |
| 1.4 摩擦磨损 |
| 1.4.1 摩擦磨损简介 |
| 1.4.2 干滑动摩擦磨损 |
| 1.5 热疲劳 |
| 1.6 本课题的研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备及工艺 |
| 2.2.1 超声表面滚压处理 |
| 2.2.2 高能离子注渗处理 |
| 2.2.3 摩擦磨损试验 |
| 2.2.4 热疲劳试验 |
| 2.3 性能测试方法 |
| 2.3.1 微观组织分析方法 |
| 2.3.2 硬度分析方法 |
| 2.3.3 微观形貌分析方法 |
| 2.3.4 化学成分分析方法 |
| 2.3.5 XRD物相分析方法 |
| 2.3.6 透射分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超声表面滚压对高能离子注渗的影响 |
| 3.1 超声表面滚压处理对Dievar模具钢的影响研究 |
| 3.1.1 宏观形貌 |
| 3.1.2 USRP试样的截面形貌分析 |
| 3.1.3 表面XRD分析 |
| 3.1.4 USRP试样的TEM图像分析 |
| 3.1.5 原始试样和USRP试样截面硬度分析 |
| 3.2 超声表面滚压预处理对高能离子注渗的影响研究 |
| 3.2.1 宏观形貌分析 |
| 3.2.2 粗糙度分析 |
| 3.2.3 金相组织分析 |
| 3.2.4 扫描电子显微镜观察 |
| 3.2.5 剖面显微硬度分析 |
| 3.2.6 化学成分及物相分析 |
| 3.2.7 物相成分分析 |
| 3.2.8 透射电镜分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 超声滚压和离子注渗处理模具钢的摩擦磨损性能 |
| 4.1 不同载荷下试样的摩擦磨损性能 |
| 4.1.1 磨损体积 |
| 4.1.2 摩擦系数 |
| 4.1.3 磨损形貌 |
| 4.2 不同温度下试样的摩擦磨损性能 |
| 4.2.1 磨损体积 |
| 4.2.2 摩擦系数 |
| 4.2.3 磨损形貌 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 超声滚压和高能离子注渗处理模具钢的热疲劳性能 |
| 5.1 截面SEM形貌及EDS元素分析 |
| 5.2 表面形貌分析 |
| 5.3 截面光学显微分析 |
| 5.4 截面硬度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士阶段发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）新型H13热作模具钢合金成分优化及磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热作模具钢概述 |
| 1.2.1 热作模具钢的分类 |
| 1.2.2 热作模具钢的性能要求 |
| 1.3 模具钢中合金元素对性能的影响 |
| 1.3.1 主要合金元素对模具钢的影响 |
| 1.3.2 国内外模具钢研究现状 |
| 1.4 模具钢摩擦磨损性能研究 |
| 1.4.1 模具钢主要磨损类型 |
| 1.4.2 模具钢耐磨性影响因素 |
| 1.5 研究目的及研究内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料的制备 |
| 2.1.1 对合金成分的预测分析 |
| 2.1.2 合金的熔炼制备 |
| 2.1.3 热处理工艺 |
| 2.2 力学性能测试 |
| 2.2.1 硬度 |
| 2.2.2 冲击 |
| 2.2.3 拉伸 |
| 2.3 摩擦磨损实验 |
| 2.3.1 摩擦磨损测试 |
| 2.3.2 磨损性能参数计算 |
| 2.4 组织观察与物相分析 |
| 2.4.1 组织观察 |
| 2.4.2 物相分析 |
| 第三章 新型模具钢合金成分优化设计 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 合金成分设计区间选择 |
| 3.2.1 优化合金元素及区间选择 |
| 3.2.2 合金成分优化方案 |
| 3.3 JMATPRO软件模拟分析 |
| 3.3.1 计算模型与相变解析模型 |
| 3.3.2 相图与碳化物分析 |
| 3.3.3 TTT及 CCT曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型模具钢显微组织与力学性能的对比研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 不同热处理工艺后显微组织 |
| 4.2.1 退火态组织 |
| 4.2.2 回火态组织 |
| 4.3 不同热处理工艺后力学性能分析 |
| 4.3.1 硬度 |
| 4.3.2 冲击性能 |
| 4.3.3 拉伸性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 新型模具钢磨损性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 摩擦系数分析 |
| 5.2.1 动态摩擦系数 |
| 5.2.2 平均摩擦系数 |
| 5.3 磨痕特征参数分析 |
| 5.3.1 磨痕的宽度深度及磨损率 |
| 5.3.2 磨痕三维轮廓 |
| 5.4 磨损形貌及能谱分析 |
| 5.4.1 磨损形貌 |
| 5.4.2 能谱分析 |
| 5.5 碳化物分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 1.第一作者发表(录用)论文与专利 |
| 2.参与发表(录用)论文与专利 |
（7）H13钢表面激光熔覆复合涂层及耐磨性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 热作模具的失效 |
| 1.1.2 热作模具表面修复技术和研究现状 |
| 1.2 激光熔覆技术概述 |
| 1.2.1 激光熔覆得特点及应用 |
| 1.2.2 激光熔覆常用粉末材料 |
| 1.2.3 激光熔覆表面改性的研究现状 |
| 1.3 模具寿命预测研究概述与进展 |
| 1.4 课题来源和主要研究内容 |
| 1.4.1 选题意义和课题来源 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体及熔覆材料 |
| 2.2 熔覆层制备及所用设备 |
| 2.2.1 基体预处理 |
| 2.2.2 熔覆设备 |
| 2.3 熔覆层形貌分析 |
| 2.3.1 金相组织观察和分析 |
| 2.3.2 扫描电镜观察和分析 |
| 2.3.3 熔覆粉末及熔覆层相结构分析 |
| 2.4 熔覆层的力学性能测试 |
| 2.4.1 显微硬度测量 |
| 2.4.2 热疲劳试验 |
| 2.5 高温摩擦磨损试验 |
| 2.5.1 试验方法 |
| 2.5.2 试验方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 H13+Ni Cr-Cr_3C_2 复合粉末激光熔覆研究 |
| 3.1 激光熔覆工艺与热处理 |
| 3.2 粉末与熔覆层形貌分析 |
| 3.2.1 粉末微观形貌分析及物相分析 |
| 3.2.2 熔覆层形貌及物相分析 |
| 3.3 熔覆层的力学性能 |
| 3.3.1 熔覆层的热疲劳性能 |
| 3.3.2 显微硬度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高温摩擦磨损试验及寿命预测 |
| 4.1 摩擦系数 |
| 4.2 磨损深度 |
| 4.3 正交回归设计原理 |
| 4.3.1 回归试验简介 |
| 4.3.2 二次正交回归方程的建立 |
| 4.3.3 确定因子及其水平 |
| 4.3.4 试验结果及回归方程建立 |
| 4.3.5 方程二次项中心化处理 |
| 4.3.6 回归方程显着性检验 |
| 4.3.7 回归方程失拟性检验 |
| 4.3.8 基于二次正交回归的高温磨损模型 |
| 4.4 有限元模拟接触条件 |
| 4.4.1 有限元模型建立 |
| 4.4.2 导出接触条件 |
| 4.5 模具寿命预测 |
| 4.5.1 理论公式推导 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）热作模具钢PVD镀层热力耦合磨损行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 热作模具材料热成形磨损及PVD表面处理技术研究 |
| 1.1 热作模具材料及PVD表面处理技术发展现状 |
| 1.1.1 热作模具材料的发展及现状 |
| 1.1.2 PVD表面处理技术发展现状 |
| 1.2 热作模具材料磨损及磨损仿真分析研究现状 |
| 1.2.1 热成形模具钢磨损研究现状 |
| 1.2.2 磨损仿真分析研究现状 |
| 1.2.3 热成形模具钢磨损面临的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 磨损理论的发展 |
| 2.1 磨损理论 |
| 2.1.1 磨粒磨损 |
| 2.1.2 粘着磨损 |
| 2.1.3 能量磨损理论 |
| 2.1.4 疲劳磨损机理(剥层理论) |
| 2.2 磨损量的测量 |
| 2.3 磨损量的计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 具有PVD镀层的热成形热作模具材料磨损实验研究 |
| 3.1 热作模具钢材料基础性能对比 |
| 3.2 PVD镀层制备 |
| 3.3 PVD镀层基本情况分析 |
| 3.3.1 镀层表面形态以及粗糙度 |
| 3.3.2 镀层表面硬度 |
| 3.3.3 镀层截面厚度 |
| 3.4 热成形模具磨损试验 |
| 3.4.1 实验方法分析路线 |
| 3.4.3 实验材料选择与制备 |
| 3.4.4 磨损实验装置 |
| 3.4.5 实验测试分析 |
| 3.5 实验装置设计制造 |
| 3.5.1 实验装置的工作原理 |
| 3.5.2 实验装置材料 |
| 3.5.3 实验装置的调试 |
| 3.6 模具磨损实验 |
| 3.7 实验结果基础检测分析 |
| 3.7.1 热力耦合作用磨损表面宏观形貌 |
| 3.7.2 热力耦合作用磨损表面微观形貌 |
| 3.7.4 磨损深度结果分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 热成形模具磨损有限元仿真分析研究 |
| 4.1 Abaqus仿真软件简介 |
| 4.2 摩擦损伤的特征 |
| 4.3 基于修正Archard模型的磨损深度计算公式 |
| 4.4 有限元模型的建立 |
| 4.5 应力计算 |
| 4.6 磨损深度测算 |
| 4.7 有限元仿真试验结果分析 |
| 4.7.1 试验磨损深度分析 |
| 4.7.2 应力分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层组织与性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的目的及意义 |
| 1.2 热作模具钢概述 |
| 1.2.1 热作模具钢的分类 |
| 1.2.2 H13 模具钢应用及失效 |
| 1.2.3 H13 热作模具钢的表面处理 |
| 1.3 激光熔覆技术 |
| 1.3.1 激光熔覆的原理及特点 |
| 1.3.2 激光熔覆的应用 |
| 1.3.3 激光熔覆的送粉方式 |
| 1.3.4 激光熔覆存在的问题 |
| 1.4 激光熔覆的国内外研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验流程 |
| 2.2 基体材料和涂层粉末材料 |
| 2.3 激光熔覆 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 涂层的制备 |
| 2.3.3 激光熔覆工艺 |
| 2.4磨损实验 |
| 2.4.1 试样制备 |
| 2.4.2 磨损设备及实验参数 |
| 2.5 显微硬度及热稳定性测试 |
| 2.6 微观分析 |
| 第三章 激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层的组织与性能 |
| 3.1 涂层的宏观形貌和微观组织分析 |
| 3.1.1 涂层的宏观形貌 |
| 3.1.2 涂层的微观组织 |
| 3.1.3 涂层的物相组成 |
| 3.2 涂层的剖面形貌及EDS分析 |
| 3.3 涂层的显微硬度分布 |
| 3.4 涂层与H13 钢热稳定性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层的磨损行为、特征及摩擦层作用和机理 |
| 4.1 激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层的磨损量 |
| 4.2 激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层的磨损特征 |
| 4.2.1 涂层的磨面物相 |
| 4.2.2 涂层的磨面形貌及EDS分析 |
| 4.3 激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层与H13 钢耐磨性和特征的比较 |
| 4.3.1 涂层与H13 钢磨损量对比 |
| 4.3.2 涂层与H13 钢磨面物相对比 |
| 4.3.3 涂层与H13 钢磨面形貌对比 |
| 4.4 激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层的磨损剖面特征分析 |
| 4.5 摩擦层的形成、特征及作用 |
| 4.5.1 摩擦层的形成 |
| 4.5.2 摩擦层的特征及作用 |
| 4.6 磨损机理分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
（10）H13模具钢渗硼工艺及渗层组织和性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 H13模具钢概述 |
| 1.3 热作模具钢表面处理概述 |
| 1.4 渗硼技术概述 |
| 1.4.1 渗硼工艺分类 |
| 1.4.2 固体渗硼的基本原理 |
| 1.4.3 渗硼层的组织和性能 |
| 1.4.4 影响固体渗硼的主要因素 |
| 1.4.5 固体渗硼技术的应用 |
| 1.5 研究内容及技术路线 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 渗硼实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 电镀镍装置及原理 |
| 2.4 喷丸预处理 |
| 2.5 渗硼处理流程 |
| 2.6 表征方法 |
| 2.6.1 显微硬度和纳米硬度检测 |
| 2.6.2 XRD物相分析 |
| 2.6.3 表面形貌及磨损体积测试 |
| 2.6.4 高温摩擦磨损测试 |
| 第3章 电镀镍渗硼组织和性能的研究 |
| 3.1 电镀镍样品制备及相关工艺 |
| 3.1.1 电镀液制备与样品预处理 |
| 3.1.2 电镀样品及镀镍层预扩散 |
| 3.2 电镀镍渗硼渗层分析 |
| 3.3 镀镍渗硼渗层显微组织分析 |
| 3.4 电镀镍渗硼渗层物相成分分析 |
| 3.5 电镀镍渗层硬度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 稀土对H13钢固体渗硼层组织性能的影响 |
| 4.1 稀土辅助固体渗硼实验 |
| 4.2 稀土对渗层表面形貌的影响 |
| 4.3 稀土对渗层组织形貌、物相的影响分析 |
| 4.3.1 稀土对渗层组织形貌的影响 |
| 4.3.2 稀土对渗层物相分析 |
| 4.4 稀土对渗层摩擦磨损性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 喷丸预处理后低温渗硼对渗层组织性能的研究 |
| 5.1 渗层表面形貌 |
| 5.2 低温渗硼渗层截面形貌分析 |
| 5.3 低温渗硼渗层物相分析 |
| 5.4 低温渗硼对渗层力学性能的影响 |
| 5.4.1 低温渗硼对硬度的影响 |
| 5.4.2 低温渗硼对渗层摩擦磨损性能的影响 |
| 5.5 高温磨损机理研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、热作模具钢热磨损和摩擦系数的研究（论文参考文献）
- [1]5CrNiMo钢扫描电子束表面改性的研究[D]. 殷学俊. 桂林电子科技大学, 2021
- [2]球头铣削仿生表面磨损与抗疲劳性能研究[D]. 崔有正. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [3]H13钢激光熔覆耐磨涂层及抗磨机理的研究[D]. 姜伟. 江苏大学, 2020(02)
- [4]激光增材制造H13/W-Mo-V HSS/Nb功能梯度材料的探索研究[D]. 肖浩男. 苏州大学, 2020(02)
- [5]模具钢超声表面滚压与离子注渗复合改性层的组织与性能[D]. 桑娜. 吉林大学, 2020(08)
- [6]新型H13热作模具钢合金成分优化及磨损性能研究[D]. 张洁. 江苏大学, 2020(02)
- [7]H13钢表面激光熔覆复合涂层及耐磨性研究[D]. 李班. 燕山大学, 2020(01)
- [8]热作模具钢PVD镀层热力耦合磨损行为研究[D]. 刘先升. 大连理工大学, 2019(08)
- [9]激光熔覆Ni-Cr-Mo合金涂层组织与性能的研究[D]. 丁洁. 江苏大学, 2019(02)
- [10]H13模具钢渗硼工艺及渗层组织和性能的研究[D]. 许琼方. 西南石油大学, 2019(06)