表面圆形凹坑微织构对DC53模具钢的摩擦学性能影响

作     者：杨程 彭迎娇 刘思琪 陈林 谢晓东 YANG Cheng;PENG Ying-jiao;LIU Si-qi;CHEN Lin;XIE Xiao-dong

作者机构：西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 广东合和建筑五金制品有限公司广东佛山528100 

出 版 物：《塑性工程学报》 (Journal of Plasticity Engineering)

年 卷 期：2024年第31卷第2期

页      面：208-217页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51874226) 西安市科技局科技创新引导项目(201805033YD11CG17(10)) 

主　　题：表面微织构 冷作模具钢 润滑状态 数值模拟 摩擦磨损 

摘      要：为了探究微织构对DC53冷作模具钢表面摩擦学性能的影响,基于有限元法研究了模具钢表面圆形凹坑微织构的最优深度,采用飞秒激光加工了不同面密度的圆形凹坑微织构模具钢试样,并通过开展摩擦磨损实验研究了不同润滑状态下面密度对模具钢摩擦学性能的影响规律。结果表明,DC53冷作模具钢表面的圆形凹坑微织构在直径为Φ140μm,织构深度为50μm时表现出最大油膜承载力与最小摩擦因数;随着圆形凹坑微织构面密度的增加,充分润滑时模具钢表面的摩擦因数先减小后增大,面密度为20%时平均摩擦因数最小,相较于无织构模具钢降低了51.35%;少油润滑与干摩擦时,模具钢表面摩擦因数随着面密度的增加逐渐降低;面密度为30%时,模具钢表面平均摩擦因数最小,较无织构模具钢分别降低了35.84%与15.02%。微织构的存在提升了模具钢表面不同润滑状态下的减摩性能;充分润滑时效果最好,干摩擦时也明显改善了模具钢表面的黏着磨损。