拉拔模具表面WS 2 /Zr复合涂层摩擦学设计与研究
发布时间：2021-07-05 14:35
拉拔加工是线材生产主要技术手段之一,线材拉拔成型过程中,金属原材通过拉拔模具的工作区挤压、拉拔发生塑性变形,使线径符合生产工艺要求。模具工作表面受线材拉拔挤压,往往承受高温高压及剧烈磨损,模具工作表面磨损较快,因此新型拉拔模具的研发对线材工业生产有着重要意义。固体自润滑涂层的出现为解决这一问题提供了新的思路,WS2材料作为近几十年发展起来的固体自润滑材料,具有减摩、抗磨和润滑功能,可改善基体材料的摩擦学特性。以拉拔模具常用材料YT15硬质合金为基体材料,分别通过直流磁控溅射制备Zr过渡层、射频磁控溅射制备WS2涂层,最终制备出WS2/Zr复合涂层。通过优化制备工艺路线,研究磁控溅射工艺参数对WS2/Zr复合涂层力学及摩擦学性能的影响,确定WS2/Zr复合涂层最佳制备工艺为:射频溅射功率90W,基体温度200℃、氩气工作压强为0.4Pa。基于热力学相关理论,通过有限元仿真软件对制备完成后涂层冷却至室温过程进行残余热应力仿真,建立涂层残余热应力分析模型,得到涂层残余热应力分布云图,...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同步送粉法激光熔覆示制备技术
图 1.2 电镀制备技术喷涂制备技术术是在保护气体氛围中，通过热源作用将热喷涂材料加热，将雾化涂层颗粒以一定速度喷射至工件表面，不断沉积3 所示。该方法工艺简单，喷涂材料限制较小、基体材料3]将等体积的NiCrWB粉末与Al2O3粉末通过超音速火焰喷喷涂制备工艺（LPPS），在紫铜表面喷涂镍基涂层，以研损性能，结果表明 HVAF 制备的镍基复合涂层相较于 LPP性能更为优异，主要因为 HVAF 制备下 Ni3B、M23C6、M7式主要为磨粒磨损；而 LPPS 制备涂层中出现大量非晶态形式以疲劳磨损为主。涂层
涂层对基体的表现形式为拉应力，此时涂层有内凹趋势，如图2.1（b）所示。(a)压应力 (b)拉应力图 2.1 应力表现形式为研究涂层残余热应力分布情况，采用 ANSYS 有限元仿真软件对涂层与基体余热应力生成过程进行仿真模拟，使用工具为 ANSYS 参数化设计语言（APDL）结合图形用户界面（GUI）。1) 涂层与基体实体模型简化根据有限元建模一般规律同时为便于计算，根据涂层与基体实体几何实际尺寸，对涂层与基体实体做适当简化，如图 2.2(a)所示建立涂层与基体三维简化模型。同时假设涂层与基体由轴线至边缘所围无穷多平面同性，对 2.2(a)所示的涂层与基体三维简化模型做进一步简化，选取涂层与基体轴向 1/2 截面建立平面模型，涂层厚度 3μm，基体厚度为 30μm
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆高熔点AlCrFeMoNbxTiW高熵合金涂层组织及耐磨性能[J]. 郭亚雄,刘其斌,周芳. 稀有金属. 2017(12)
[2]真空烧结纳米La2O3掺杂MoSi2复合涂层的高温摩擦学性能[J]. 曾群锋,董光能,黄双刚. 真空科学与技术学报. 2017(05)
[3]铁镍钴基高温合金雾化粉末烧结特性及显微组织[J]. 孙崇锋,党晓凤,李生文,席生岐,王虹,武彦荣. 稀有金属材料与工程. 2016(12)
[4]MoS2/a-C复合薄膜在高/低湿度环境下的摩擦学性能研究[J]. 耿中荣,李霞,张广安,李浩. 摩擦学学报. 2016(04)
[5]MoS2基复合薄膜制备及其结构与摩擦学性能研究[J]. 柴利强,张晓琴,许佼,乔丽,张小龙,王鹏. 摩擦学学报. 2016(01)
[6]环境规制与化石能源消耗——技术进步和结构变迁视角[J]. 周肖肖,丰超,胡莹,魏晓平. 中国人口·资源与环境. 2015(12)
[7]射频非平衡磁控溅射WS2薄膜的结构及其摩擦学性能研究[J]. 孔良桂,徐书生,郝俊英. 摩擦学学报. 2015(04)
[8]小子样下机构系统磨损仿真可靠性研究[J]. 李文丽,原大宁,刘宏昭,张涛. 机械工程学报. 2015(13)
[9]强流脉冲电子束表面改性硬质合金刀具的响应面法优化研究[J]. 吕逍,张尧,娄长胜,李国建,王强. 稀有金属. 2015(02)
[10]WS2薄膜/空间液体润滑剂复合润滑体系的摩擦学性能研究[J]. 权鑫,孙嘉奕,翁立军. 摩擦学学报. 2014(06)
本文编号：3266256
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
同步送粉法激光熔覆示制备技术
图 1.2 电镀制备技术喷涂制备技术术是在保护气体氛围中，通过热源作用将热喷涂材料加热，将雾化涂层颗粒以一定速度喷射至工件表面，不断沉积3 所示。该方法工艺简单，喷涂材料限制较小、基体材料3]将等体积的NiCrWB粉末与Al2O3粉末通过超音速火焰喷喷涂制备工艺（LPPS），在紫铜表面喷涂镍基涂层，以研损性能，结果表明 HVAF 制备的镍基复合涂层相较于 LPP性能更为优异，主要因为 HVAF 制备下 Ni3B、M23C6、M7式主要为磨粒磨损；而 LPPS 制备涂层中出现大量非晶态形式以疲劳磨损为主。涂层
涂层对基体的表现形式为拉应力，此时涂层有内凹趋势，如图2.1（b）所示。(a)压应力 (b)拉应力图 2.1 应力表现形式为研究涂层残余热应力分布情况，采用 ANSYS 有限元仿真软件对涂层与基体余热应力生成过程进行仿真模拟，使用工具为 ANSYS 参数化设计语言（APDL）结合图形用户界面（GUI）。1) 涂层与基体实体模型简化根据有限元建模一般规律同时为便于计算，根据涂层与基体实体几何实际尺寸，对涂层与基体实体做适当简化，如图 2.2(a)所示建立涂层与基体三维简化模型。同时假设涂层与基体由轴线至边缘所围无穷多平面同性，对 2.2(a)所示的涂层与基体三维简化模型做进一步简化，选取涂层与基体轴向 1/2 截面建立平面模型，涂层厚度 3μm，基体厚度为 30μm
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆高熔点AlCrFeMoNbxTiW高熵合金涂层组织及耐磨性能[J]. 郭亚雄,刘其斌,周芳. 稀有金属. 2017(12)
[2]真空烧结纳米La2O3掺杂MoSi2复合涂层的高温摩擦学性能[J]. 曾群锋,董光能,黄双刚. 真空科学与技术学报. 2017(05)
[3]铁镍钴基高温合金雾化粉末烧结特性及显微组织[J]. 孙崇锋,党晓凤,李生文,席生岐,王虹,武彦荣. 稀有金属材料与工程. 2016(12)
[4]MoS2/a-C复合薄膜在高/低湿度环境下的摩擦学性能研究[J]. 耿中荣,李霞,张广安,李浩. 摩擦学学报. 2016(04)
[5]MoS2基复合薄膜制备及其结构与摩擦学性能研究[J]. 柴利强,张晓琴,许佼,乔丽,张小龙,王鹏. 摩擦学学报. 2016(01)
[6]环境规制与化石能源消耗——技术进步和结构变迁视角[J]. 周肖肖,丰超,胡莹,魏晓平. 中国人口·资源与环境. 2015(12)
[7]射频非平衡磁控溅射WS2薄膜的结构及其摩擦学性能研究[J]. 孔良桂,徐书生,郝俊英. 摩擦学学报. 2015(04)
[8]小子样下机构系统磨损仿真可靠性研究[J]. 李文丽,原大宁,刘宏昭,张涛. 机械工程学报. 2015(13)
[9]强流脉冲电子束表面改性硬质合金刀具的响应面法优化研究[J]. 吕逍,张尧,娄长胜,李国建,王强. 稀有金属. 2015(02)
[10]WS2薄膜/空间液体润滑剂复合润滑体系的摩擦学性能研究[J]. 权鑫,孙嘉奕,翁立军. 摩擦学学报. 2014(06)
本文编号：3266256
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