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汽车用先进高强钢板弯曲成形粘模机理研究
| 论文题名： | 汽车用先进高强钢板弯曲成形粘模机理研究 |
| 关键词： | 汽车材料;高强钢板;弯曲成形;粘模行为;有限元模拟 |
| 摘要： | 由于节能、环保等绿色制造的需要，汽车轻量化已成为未来汽车持续发展的主题之一。先进高强度钢板因其高强度、低密度、碰撞吸能等优异性能成为轻量化汽车使用最广泛的材料。但是，随着高强钢板强度的增加，汽车零件生产过程中模具和板料表面会产生划痕、粘着和凹坑等粘模行为，降低了模具的使用寿命，并使成形零件的表面质量变差。热扩散法碳化物覆层处理（TD）作为一种富有前景的表面抗磨损处理技术在汽车行业得到广泛应用。本文以汽车用先进高强度钢板DP780为研究对象，采用U型弯曲成形试验方法，对Cr12及经TD处理制备VC镀层的Cr12模具表面粘模机理进行了系统研究，并基于FEM-Archard磨损模型定量评估了DP780先进高强度钢板弯曲成形过程中的粘模行为。 试验结果表明：无镀层Cr12模具表面在弯曲次数N=3时就出现轻微的划痕，N=33时出现严重的粘模行为并伴有大量的粘结瘤，粘模行为是粘着磨损；TD处理VC镀层模具在成形初期（N=30）也发生了轻微的微观粘模，严重粘模出现的临界Ry值为1.554μm；严重粘模首次出现的区域为模具圆角60-70°区域，随后往其两侧扩展到模具圆角其它区域；其磨损机制在初期以犁沟和划痕为主，磨损较严重的区域为0-10°和30-50°，随后DP780钢板表面产生较深的划痕和横向的裂纹，材料脱落转移到模具表面形成粘结瘤，此时以粘着磨损为主。当弯曲次数N=660，模具和板料表面均出现宽而深的沟槽和凹坑，此时磨损机制以磨粒磨损为主。与Cr12模具相比，TD处理的Cr12模具具有更优异的抗成形粘模性能。 通过Abaqus有限元模拟软件耦合Archard磨损模型预测了不同工艺参数条件下DP780高强度钢板弯曲成形粘模行为的变化规律。模拟结果表明：基于FEM-Archard磨损模型预测的弯曲成形粘模区域与试验结果相吻合；另外，凹模圆角形状对模具表面粘模行为有一定影响，偏差-椭圆弧比标准圆弧、偏差圆弧和椭圆弧具有更好的抗成形粘模性能。 |
| 作者： | 徐令 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 董文正 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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