一种激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，包含以下步骤：识别模具表面关键摩擦敏感区及易磨损区域；在模具表面实施优化匹配的球冠状织构及凹体织构加工；在模具表面进行涂层加工，使得模具关键摩擦敏感区的涂层复印织构形貌、易磨损区的涂层覆盖织构形貌。本发明专利技术的有益效果在于：对模具/工件界面摩擦特性实施精准调控，抑制工件材料不均匀变形行为，改善工件厚度均匀性；发挥织构与涂层的集成增益效应，增强涂层与基体的机械啮合力，提升模具使用寿命；提高工件表层材料机械力学性能，防止工件表面擦伤。

【技术实现步骤摘要】
一种激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法
本专利技术涉及模具表面处理领域，特别涉及一种激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法。
技术介绍
冲压模具作为薄壁金属板料成形的重要工具，广泛应用于汽车、船舶、航空航天等领域。然而其成形通常在高压和交变载荷等恶劣工况下进行，由此带来两个既常见又突出的技术挑战：一是工件厚度不均匀导致的起皱、开裂缺陷；二是模具因磨损、变形、开裂等原因导致失效。针对工件起皱、开裂缺陷，目前普遍采用拉延筋与板料表面贴膜的方法，前者阻延材料流动，后者促进材料流动。实际上，起皱、开裂仅发生在极其有限的区域，目前方法并不能实现对工件材料流动行为的精确调控，因此对成形件均匀性的提升效果有限，甚至可能在某些区域适得其反、恶化效果。而且，不管是设置拉延筋还是板料表面贴膜，都增加了生产成本。近年来，激光微织构技术开始被应用于冲压模具表面处理，以提高成形工件均匀性。中国专利提出了一种金属塑性成形模具织构化自润滑处理方法，先在模具表面加工微凹坑织构，然后对模具进行自润滑复合材料成型粘结加工处理，在保证模具承载能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n对冲压过程动态仿真分析，根据分析得出的成形件最大减薄率或成形件最大增厚率确定模具表面的关键摩擦敏感区；在关键摩擦敏感区内，根据分析得出的成形件表面拉应力大小确定模具表面的增摩区；在关键摩擦敏感区内，根据分析得出的成形件表面压应力大小确定模具表面的减摩区；根据分析得出的模具所受接触应力幅值大小确定易磨损区；/n对所述增摩区表面加工球冠状织构，对所述减摩区表面加工凹体织构，对所述易磨损区表面加工凹坑织构。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
对冲压过程动态仿真分析，根据分析得出的成形件最大减薄率或成形件最大增厚率确定模具表面的关键摩擦敏感区；在关键摩擦敏感区内，根据分析得出的成形件表面拉应力大小确定模具表面的增摩区；在关键摩擦敏感区内，根据分析得出的成形件表面压应力大小确定模具表面的减摩区；根据分析得出的模具所受接触应力幅值大小确定易磨损区；
对所述增摩区表面加工球冠状织构，对所述减摩区表面加工凹体织构，对所述易磨损区表面加工凹坑织构。


2.根据权利要求1所述的激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，其特征在于，确定关键摩擦敏感区具体为：将所述模具表面根据轮廓形状划分成：凸缘区、凸凹模圆角区、侧壁区和底部区；采用单因素轮换法，对划分的各区域设置不同摩擦系数，利用动力显式算法进行数值模拟，分析成形件的减薄率和增厚率，若成形件最大减薄率或成形件最大增厚率大于10％，则该区域为关键摩擦敏感区。


3.根据权利要求2所述的激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，其特征在于，若成形件最大减薄率超过10％，则成形件缺陷表现为开裂趋势，该区域为增摩区；若成形件最大增厚率超过10％，则成形件缺陷表现为起皱趋势，改区域为减摩区。


4.根据权利要求1所述的激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，其特征在于，通过冲压过程动态仿真分析，模具所受接触应力幅值前20％区域为模具表面易磨损区。


5.根据权利要求1所述的激光微织构与涂层协同作用的冲压模具表面处理方法，其特征在于，所述增摩区表面的球冠状织构呈阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：符昊，杨杰，符永宏，陈天阳，
申请(专利权)人：江苏大学，镇江光润机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32