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摩擦磨损对DC53模具钢的伤害有多大?

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摩擦磨损对DC53模具钢的伤害有多大?

发布日期:2018-09-08 作者: 点击:

DC53是高精密的模具钢,所以如果模具出现一点磨损那对模具来说也是致命的,这个模具就必须报废,所以研究模具钢是如何磨损的非常重要。磨损作为材料主要的失效形式(磨损、腐蚀和断裂)之一,是造成材料损失的重要原因。而摩擦过程,其实质就是能量的消耗过程,目前世界上大约有 30%-50%的能源消耗在各种形式的摩擦上,所以通过研究摩擦来控制磨损是非常有意义的。 摩擦的定义为:两接触物体在法向载荷 N 和外力 P 的作用下相对运动时,其接触面上会产生阻碍相对运动的力 F,F 即为摩擦力,这种阻碍相对运动的现象叫做摩擦。磨损的定义为:相对运动中两物体的接触面表层材料不断发生消耗的过程或者引起残余变形的现象。摩擦运动往往会造成磨损,但在一些特殊情况下(如流体润滑磨损中),也可以通过能量的损失抵消材料的损失,所以磨损、摩擦与润滑三者是相关联的。

因观察与研究的依据不同,目前摩擦的分类有许多种,常见的分类方法有如下

几种:

一:按摩擦副材质来分类⑴金属材料的摩擦:摩擦副由金属材料(钢、铸铁及有色金属等)组成的摩擦。

⑵非金属材料的摩擦:摩擦副由高聚物、无机物等非金属与金属组成的摩擦。

二:按摩擦副的运动形式来分类

⑴滑动摩擦:当接触表面相对滑动(或具有相对滑动趋势)时的摩擦,叫做滑动摩擦。

⑵滚动摩擦:物体在力矩的作用下沿接触表面滚动的摩擦,叫做滚动摩擦,滚动摩擦常常要比滑动摩擦小 10 倍以上。

三:按摩擦副的润滑状态来分类

⑴干摩擦:即摩擦过程中接触表面不存在任何形式的润滑,这里的润滑介质也包括润湿气体。

⑵流体摩擦:即摩擦过程中物体接触表面被具有一定体积特征的流体层隔开。

⑶边界摩擦:即摩擦过程中两接触表面间存在一层极薄的边界膜(吸附膜或反膜),而润滑剂和材料表面的特性是这一摩擦的两大关键因素。

⑷混合摩擦:即同时兼有流体摩擦、边界摩擦和干摩擦的混合摩擦过程。

四:按摩擦副的工况条件来分类

⑴一般工况下的摩擦:即在常温、常压、低速等非特殊情况下的摩擦。

⑵特殊工况下的摩擦:指在高温、高速、高压、低温、真空等特殊条件下的摩擦。

冷作模具钢在使用过程中会受到拉伸、剪切等交变应力的作用,常常会发生断裂、破损等影响而无法正常工作,即发生了失效。目前,常把失效分为:断裂失效、变形失效、磨损失效和疲劳失效。

⑴断裂失效:模具钢在失效前结构良好,无明显宏观征兆,工作中突然发生脆性断裂。此类失效非常危险,往往伴随着人身事故和巨大的经济损失。产生此类失效主要是因为材料的韧性不足,在承受高应力下,发生了永久性断裂,如在冷挤压和冷镦中出现的冲头折断和开裂。

⑵变形失效:这种失效形式主要是由于模具材质本身强度不足,或加工工艺不正确,未能在使用中使模具达到足够的强韧性。如冷墩墩头的下凹、弯曲等。

⑶磨损失效:指模具表面工作部位与被加工件发生磨损消耗,造成工件尺寸未能达到使用标准,这种失效形式主要包括正常磨损失效和非正常磨损失效。正常磨损失效是指模具工作表面与加工零件之间发生均匀磨损,使工作表面形状与尺寸发生变化。非正常磨损失效是指模具工作表面与被加工零件在局部高压下发生咬合现象,使被加工零件材料冷焊到模具表面,造成被加工零件表面出现严重划痕或零件整体尺寸发生偏差,此类失效多易于发生在拉伸、弯曲、挤压模具。

⑷疲劳失效:冷作模具钢主要是在高硬度,高强度状态下服役的,因此其具有较强的抗裂纹萌生能力,但由于韧性相对较低,所以一旦产生微小裂纹,便以较快的临界速率发生扩展,使疲劳裂纹扩展循环数大幅度减少。因此冷作模具钢的寿命主要决定于其抗裂纹萌生能力,此类失效多发生在冷挤压和冷镦头等重载模具中。

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