CNTs增強Al 2 O 3 /TiC陶瓷拉拔模具的制備及摩擦磨損性能研究
發(fā)布時間:2022-01-20 10:06
拉拔加工過程中,拉拔模具工況條件惡劣,與拉拔線材摩擦劇烈,潤滑狀態(tài)不穩(wěn)定,邊界潤滑、流體潤滑和干摩擦相互影響,造成模具磨損失效,嚴重影響線材的尺寸精度和表面質量。因此,提高模具的耐磨性成為十分迫切的問題,而模具的強韌化、自潤滑及內孔表面的減摩抗磨技術是解決問題的關鍵,是拉拔模具在工程應用中最主要的基礎科學問題。由于CNTs同時具有高強度和自潤滑性能,本文將CNTs添加到Al2O3/TiC陶瓷中,經過真空熱壓燒結,制備Al2O3/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料,并對其模具結構、物理機械性能、裂紋擴展、增強增韌機理及摩擦磨損性能進行了分析研究。以TiC和Al2O3作為基體,添加CNTs和微量金屬,采用熱壓燒結工藝,制備出具有高硬度及耐磨性的Al2O3/TiC/CNTs陶瓷拉拔模具材料,并對其進行物理機械性能實驗以及顯微結構分析。結果表明:Al2O3/TiC/CNTs陶瓷拉...
【文章來源】:濟南大學山東省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
熱壓燒結試樣
A型拉制模
1,定徑區(qū)長度 h 選擇為 1.5 毫米,工作區(qū)長度 h1選擇 7 毫米,出口角度選擇為 75°,為 3 毫米,線材由直徑 2.2 毫米壓縮到 2 毫米,壓縮比為 9%,研究不同的定徑區(qū)對線材及模具的影響。定徑區(qū)角度 2α 依次為 6°、8°、10°、12°、14°、16°、18°、。為了建模方便,模型進行了適當?shù)暮喕d摻z選擇 12Cr18Ni9 冷拔鋼絲,拉拔模料設置為陶瓷材料。采用 SOLIDWORKS 三維繪圖軟件建立拉拔仿真模型,包括線材和模具模芯,將模存為.step 格式,并導入 Abaqus 軟件中,如圖 2.5 所示,在線材的出口端的端面施線拉拔速度載荷,模芯采用固定約束。網格劃分效果如圖 2.6 所示,采用 C3D8R減縮積分模型。模擬初始溫度設定為 20℃,設置線材拉拔速度為 100mm/s,打開軟大變形開關,提高計算精度,接觸模型采用有摩擦,摩擦因數(shù)設為 0.08。仿真結束后,在后處理模塊中采用 Freebody cut 選項在模具的出口處設置截面,并處的合力輸入到中自定義的.txt 文件中,方便讀取。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]ZrO2/Al2O3復相陶瓷的制備及性能研究[J]. 李美葶,張國棟,羅旭東,王森. 硅酸鹽通報. 2015(04)
[2]基于ABAQUS的某無人機機翼肋板裂紋擴展仿真[J]. 王海鵬,吳永東. 失效分析與預防. 2014(02)
[3]SiC晶須增韌B4C-Si復合陶瓷材料[J]. 張衛(wèi)珂,常杰,張敏,譚訓彥,張玉軍,高利珍. 陶瓷學報. 2014(01)
[4]Wear Behavior of Cold Pressed and Sintered Al2O3/TiC/CaF2-Al2O3/TiC Laminated Ceramic Composite[J]. Xuefeng YANG,Jian CHENG,Peilong SONG,Shouren WANG,Liying YANG,Yanjun WANG,Ken MAO. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2013(02)
[5]基于FRANC-3D的7075鋁合金裂紋擴展仿真分析[J]. 吳中懷,吳運新,袁海洋,龔海. 熱加工工藝. 2012(08)
[6]ALOF——新一代三維疲勞裂紋擴展分析軟件[J]. 吳圣川,吳玉程. 計算機輔助工程. 2011(01)
[7]TiC增強鐵基熔覆層制備方法的研究進展[J]. 董剛,嚴彪,李翔,梁小偉,趙慎強. 表面技術. 2009(01)
[8]基于Zencrack的岸邊集裝箱起重機圓管構件疲勞裂紋擴展分析[J]. 張衛(wèi)國,宓為建,劉海洋. 計算機輔助工程. 2008(01)
[9]鋅基碳納米管復合材料的界面特性及增強機理[J]. 吳惠箐,丁桂甫,王裕超,汪紅. 復合材料學報. 2007(04)
[10]碳納米管增強金屬基復合材料磨損特性研究[J]. 周曉華. 熱處理. 2007(02)
博士論文
[1]ZrB2-SiC陶瓷連接接頭中原位TiB晶須生長機制及增強機理研究[D]. 楊衛(wèi)岐.哈爾濱工業(yè)大學 2014
碩士論文
[1]基于Abaqus的薄壁板裂紋擴展仿真研究[D]. 吳中懷.中南大學 2013
[2]碳納米管的分散及其氧化鋁基復合材料研究[D]. 許永.安徽理工大學 2012
[3]基于ABAQUS的船舶典型結構裂紋擴展模擬及分析研究[D]. 姜薇.華中科技大學 2011
[4]金屬Ni增韌MF/Al2O3復合陶瓷材料研究[D]. 邢國紅.濟南大學 2010
[5]新型TiC復合材料的性能研究[D]. 王俊.長安大學 2009
[6]ZrO2增韌Cr2O3-Al2O3陶瓷的研究[D]. 孟濤.青島大學 2007
本文編號:3598631
【文章來源】:濟南大學山東省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
熱壓燒結試樣
A型拉制模
1,定徑區(qū)長度 h 選擇為 1.5 毫米,工作區(qū)長度 h1選擇 7 毫米,出口角度選擇為 75°,為 3 毫米,線材由直徑 2.2 毫米壓縮到 2 毫米,壓縮比為 9%,研究不同的定徑區(qū)對線材及模具的影響。定徑區(qū)角度 2α 依次為 6°、8°、10°、12°、14°、16°、18°、。為了建模方便,模型進行了適當?shù)暮喕d摻z選擇 12Cr18Ni9 冷拔鋼絲,拉拔模料設置為陶瓷材料。采用 SOLIDWORKS 三維繪圖軟件建立拉拔仿真模型,包括線材和模具模芯,將模存為.step 格式,并導入 Abaqus 軟件中,如圖 2.5 所示,在線材的出口端的端面施線拉拔速度載荷,模芯采用固定約束。網格劃分效果如圖 2.6 所示,采用 C3D8R減縮積分模型。模擬初始溫度設定為 20℃,設置線材拉拔速度為 100mm/s,打開軟大變形開關,提高計算精度,接觸模型采用有摩擦,摩擦因數(shù)設為 0.08。仿真結束后,在后處理模塊中采用 Freebody cut 選項在模具的出口處設置截面,并處的合力輸入到中自定義的.txt 文件中,方便讀取。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]ZrO2/Al2O3復相陶瓷的制備及性能研究[J]. 李美葶,張國棟,羅旭東,王森. 硅酸鹽通報. 2015(04)
[2]基于ABAQUS的某無人機機翼肋板裂紋擴展仿真[J]. 王海鵬,吳永東. 失效分析與預防. 2014(02)
[3]SiC晶須增韌B4C-Si復合陶瓷材料[J]. 張衛(wèi)珂,常杰,張敏,譚訓彥,張玉軍,高利珍. 陶瓷學報. 2014(01)
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[6]ALOF——新一代三維疲勞裂紋擴展分析軟件[J]. 吳圣川,吳玉程. 計算機輔助工程. 2011(01)
[7]TiC增強鐵基熔覆層制備方法的研究進展[J]. 董剛,嚴彪,李翔,梁小偉,趙慎強. 表面技術. 2009(01)
[8]基于Zencrack的岸邊集裝箱起重機圓管構件疲勞裂紋擴展分析[J]. 張衛(wèi)國,宓為建,劉海洋. 計算機輔助工程. 2008(01)
[9]鋅基碳納米管復合材料的界面特性及增強機理[J]. 吳惠箐,丁桂甫,王裕超,汪紅. 復合材料學報. 2007(04)
[10]碳納米管增強金屬基復合材料磨損特性研究[J]. 周曉華. 熱處理. 2007(02)
博士論文
[1]ZrB2-SiC陶瓷連接接頭中原位TiB晶須生長機制及增強機理研究[D]. 楊衛(wèi)岐.哈爾濱工業(yè)大學 2014
碩士論文
[1]基于Abaqus的薄壁板裂紋擴展仿真研究[D]. 吳中懷.中南大學 2013
[2]碳納米管的分散及其氧化鋁基復合材料研究[D]. 許永.安徽理工大學 2012
[3]基于ABAQUS的船舶典型結構裂紋擴展模擬及分析研究[D]. 姜薇.華中科技大學 2011
[4]金屬Ni增韌MF/Al2O3復合陶瓷材料研究[D]. 邢國紅.濟南大學 2010
[5]新型TiC復合材料的性能研究[D]. 王俊.長安大學 2009
[6]ZrO2增韌Cr2O3-Al2O3陶瓷的研究[D]. 孟濤.青島大學 2007
本文編號:3598631
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