汽車熱沖壓模具鋼的摩擦特性研究

汽車熱沖壓模具鋼的摩擦特性研究

隨著汽車輕量化要求的出現，熱沖壓成形工藝也隨之被開發出來。熱沖壓成形工藝廣泛用于超高強度鋼的沖壓成形，該工藝將高強度鋼板加熱到一定溫度，并保持一段時間后，將板件快速移動到模具內進行沖壓。在沖壓狀態下，對板件進行冷卻淬火，從而獲得微觀結構為馬氏體的超高強度沖壓件。熱沖壓模具鋼則是主要用于生產熱沖壓模具的原材料。熱沖壓模具鋼始終處在與超高強度鋼板的接觸中，并承受熱機械應力循環，模具和熱沖壓板件間會產生摩擦，在高溫下的這種摩擦可能加劇模具的磨損。因而，需要開發出具有良好摩擦特性的新型熱沖壓模具鋼，用于汽車熱沖壓模具的制造。

目前，汽車上常用的商業化超高強度鋼為涂覆鋁-硅涂層的22MnB5硼鋼，其型號為USIBOR1500P。考慮其它鋼材的成本和物理特性，選擇兩種高熱導率鋼用于熱沖壓模具的制造，這兩種高熱導率鋼的型號分別為HTCS1和HTCS3。通過試驗對這兩種熱沖壓模具鋼的摩擦特性進行了研究。采用德國布魯克公司生產的UMT-3摩擦磨損試驗機模擬USIBOR1500P鋼板熱沖壓過程中熱沖壓模具鋼HTCS1鋼或HTCS3鋼的摩擦磨損情況，保持溫度在600～800℃范圍內。從試驗機中能夠直接獲得超高強度鋼板與熱沖壓模具鋼的摩擦。在數。利用英國康圖公司生產的GT-K光學輪廓儀測量磨損表面的磨損體積，并利用德國博銳儀器生產的MH-3型顯微硬度計測量模具磨損表面的顯微硬度。試驗結果表明：①低溫情況下，超高強度鋼板與兩種熱沖壓鋼的摩擦因數相同；②隨著溫度升高，摩擦因數隨之降低；③熱沖壓模具鋼HTCS3磨損表面出現鉬（Mo）元素附聚物，而HTCS1磨損表面出現的Mo元素分布均勻，這使HTCS3鋼具有更好的摩擦特性，不易于出現磨損。

刊名：Tribology International（英）

刊期：2016年第97期

作者：A.Ghiotti et al

編譯：陳丁躍