汽车热冲压模具钢的摩擦特性研究

随着汽车轻量化要求的出现，热冲压成形工艺也随之被开发出来。热冲压成形工艺广泛用于超高强度钢的冲压成形，该工艺将高强度钢板加热到一定温度，并保持一段时间后，将板件快速移动到模具内进行冲压。在冲压状态下，对板件进行冷却淬火，从而获得微观结构为马氏体的超高强度冲压件。热冲压模具钢则是主要用于生产热冲压模具的原材料。热冲压模具钢始终处在与超高强度钢板的接触中，并承受热机械应力循环，模具和热冲压板件间会产生摩擦，在高温下的这种摩擦可能加剧模具的磨损。因而，需要开发出具有良好摩擦特性的新型热冲压模具钢，用于汽车热冲压模具的制造。

目前，汽车上常用的商业化超高强度钢为涂覆铝-硅涂层的22MnB5硼钢，其型号为USIBOR1500P。考虑其它钢材的成本和物理特性，选择两种高热导率钢用于热冲压模具的制造，这两种高热导率钢的型号分别为HTCS1和HTCS3。通过试验对这两种热冲压模具钢的摩擦特性进行了研究。采用德国布鲁克公司生产的UMT-3摩擦磨损试验机模拟USIBOR1500P钢板热冲压过程中热冲压模具钢HTCS1钢或HTCS3钢的摩擦磨损情况，保持温度在600～800℃范围内。从试验机中能够直接获得超高强度钢板与热冲压模具钢的摩擦。在数。利用英国康图公司生产的GT-K光学轮廓仪测量磨损表面的磨损体积，并利用德国博锐仪器生产的MH-3型显微硬度计测量模具磨损表面的显微硬度。试验结果表明：①低温情况下，超高强度钢板与两种热冲压钢的摩擦因数相同；②随着温度升高，摩擦因数随之降低；③热冲压模具钢HTCS3磨损表面出现钼（Mo）元素附聚物，而HTCS1磨损表面出现的Mo元素分布均匀，这使HTCS3钢具有更好的摩擦特性，不易于出现磨损。

刊名：Tribology International（英）

刊期：2016年第97期

作者：A.Ghiotti et al

编译：陈丁跃