不同表面热处理H13钢与7075铝合金板高温摩擦性能对比研究OA

在热冲压过程中,铝合金板材与H13钢之间的滑动接触常导致严重磨损与粘着转移,这会显著降低成形质量并缩短模具寿命.本研究基于自主研发的板带式高温摩擦试验机,根据铝合金板材热冲压工艺模拟了固溶-成形-淬火过程,研究了加热的7075铝合金薄板与H13钢模具之间的摩擦学性能.在不同法向载荷下,分析三种表面热处理状态下H13钢模具与7075铝合金的高温摩擦行为及机理.三种表面处理具体如下:(I)淬火和回火(Q&T);(II)Q&T后离子渗氮(PN);(III)Q&T后PVD-TiN涂层.试验结果表明,法向压强增大时,摩擦系数升高,粘着磨损加剧;在不同压强条件下,PVD-TiN涂层与渗氮涂层均展现出优异的减摩性能.在4.5 MPa中等压强条件下,尽管PVD-TiN模具的摩擦系数低于渗氮表面改性模具,但由于PVD-TiN涂层较薄,易发生局部剥落,使新鲜金属表面暴露,其粘着磨损比渗氮表面改性模具更严重;而渗氮处理形成的Fe_(3)N、Fe_(4)N等化合物可有效抑制粘着现象.在5.4 MPa高压强条件下,PVD-TiN表面改性模具不仅能保持较低的摩擦系数,其表面形成的TiN颗粒还可显著减轻粘着磨损,性能优于渗氮表面改性模具;而渗氮表面改性模具在高压强下会因塑性变形产生Fe-Cr合金团状颗粒,导致摩擦副接触状态恶化.