板料成形中新型润滑技术研究

摘要

板料能否被冲制成质量合格的工件取决于材料参数、模具参数、工艺参数如摩擦润滑条件等。而改善摩擦润滑条件对提高板料成形质量和成形极限是一种非常经济有效的方法。但目前工厂中大量使用的液体润滑剂润滑效果难以令人满意，固体润滑效果虽好但由于自身的缺点难以应用于大规模生产。基于以上原因，本论文对板料成形的润滑方法进行了探索。 在对液体润滑和固体润滑的机理和润滑剂成分及其功能进行了分析后，并在对微、纳米科技的发展作了仔细研究之后，本文提出利用微米添加剂的隔离作用和纳米添加剂的极压润滑作用作为薪型润滑技术的研究方向。并提出了研究板料润滑的两种方法，即采用用板料成形性能智能测试系统对拉深成形的摩擦系数、最大拉深力、最大拉深直径进行物理模拟测试和用扫描电镜对润滑效果进行微观分析相结合的方法。 用物理模拟测试实验分别研究了微米添加剂、纳米添加剂对板料成形润滑性能的影响，证明了微米添加剂和纳米添加剂均有提高板料成形性能的作用，得出微、纳米添加剂的粒度对润滑性能的影响曲线，和在不同粒度添加剂作用下基础油粘度对润滑效果的影响规律。在此基础上，实验研究了微、纳米复合润滑的方法。结论有： （1）对于微米添加剂，大粒度的微米添加剂性能优于小粒度的微米添加剂；在微米添加剂起隔离作用的润滑状态下，基础油的粘度仍是一个很重要的因素，但随着微米添加剂粒度的减小，粘度的影响也在减小。 （2）纳米添加剂主要起极压润滑作用，此时，基础油的粘度将不再发挥作用。各种纳米粒子的极压润滑作用是不同的，纳米MgO的效果比SiO2效果更好。 （3）微米和纳米添加剂的复合使用，可以使二者的优秀性能相互补充，更好的提高板料成形润滑作用。 本文采用扫描电镜对使用各种润滑方法拉深成形后的得到的零件凸缘表面进行了微观分析，从表面出现的粘着、裂纹、犁沟等微观缺陷角度对各种润滑方法进行了对比分析，证明了微、纳米复合润滑具有良好的润滑效果。 目前对汽车等覆盖件等复杂零件的成形工艺研究已逐步采用数值模拟手段，但效果还不令人满意，原因之一就是摩擦模型的确定是一个难点，国内对拉深过程的摩擦机理研究较少，难以提供符合实际工况的摩擦系数，本文最后对各种润滑方法下拉深过程的摩擦规律展开了研究。用回归分析的方法得出了各种润滑方法下的摩擦系数曲线，并将其与拉深性能的相关性与拉深过程的平均摩擦系数、拉深力等作了比较，得出了较为一致的结论。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

§1.1课题研究背景

§1.2摩擦学的历史与发展趋势

§1.3国内外对板料成形中摩擦与润滑研究研究及应用现状

§1.4纳米科技的兴起给拉深成形摩擦与润滑研究带来新思路

§1.5本文研究内容和研究计划

第二章 拉深过程摩擦与润滑的理论分析

§2.1拉深的变形过程与应力分析

§2.2拉深变形过程的摩擦与润滑分析

§2.3本章小结

第三章 板料成形润滑技术研究方向、研究方法

§3.1几种板料成形润滑方法分析

§3.2板料成形润滑新模式研究方案

§3.3板料成形润滑的研究方法

§3.3.1板料成形摩擦与润滑的物理模拟研究

§3.3.2板料成形摩擦与润滑的微观分析研究

§3.4本章小结

第四章 新型润滑材料的物理模拟研究

§4.1引言

§4.2微米级润滑添加剂的应用研究

§4.2.1微米级机械隔离添加剂的选择思路

§4.2.2微米级机械隔离添加剂的拉深实验研究

§4.3纳米极压润滑添加剂的应用研究

§4.3.1纳米极压润滑添加剂的研究现状

§4.3.2纳米极压润滑添加剂在板料成形中的应用研究

§4.4微米机械隔离剂与纳米极压润滑添加剂的复合润滑作用研究

§4.4.1微纳米添加剂复合润滑作用的理论思考与假设

§4.4.2微纳米添加剂复合润滑作用的实验研究

§4.5本章小结

第五章板料成形中各种润滑方法润滑性能的微观分析

§5.1引言

§5.2固体润滑和干摩擦条件下拉深成形件的表面分析

§5.3对三种润滑油作用下的成形件表面分析

§5.4对用微、纳米润滑剂作用下的成形件表面分析

§5.5本章小结

第六章板料成形过程中摩擦规律的研究

§6.1引言

§6.2板料拉深成形中摩擦润滑规律研究方法

§6.2.1板料成形中平均摩擦系数的确定方法

§6.2.2板料成形中摩擦系数曲线的回归分析方法

§6.3摩擦润滑作用规律的回归分析研究

§6.4本章小结

第七章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间完成的学术论文