TC4 合金700℃沖壓界面粉末潤滑特性研究

田 明，張 毅，王 偉，昌晶晶

（1.合肥工業大學機械工程學院，安徽 合肥 230009；2.奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241006）

1 引言

伴隨著輕量化的生產需求，鈦合金鈑金件由于高比強度、優越的耐蝕性及耐熱性等特點，在航天航空及汽車等結構件中得到越來越廣泛的應用[1]。尤其是用于制作先進航天飛機的發動機部件，降低發動機重量的同時，也加強了發動機的動力性、燃油經濟性、環保性等[2]，對于飛機整體性能的提高意義重大。因此，在航天航空、汽車工業領域，鈦合金板成形技術是一個重要的研究課題。

金屬板材成形通常采用沖壓工藝，可制造出形狀復雜、強度高、剛度大而重量輕的零件，廣泛的應用于工業領域的生產中[3]。但是在室溫下，鈦合金板材的塑性韌性差、延伸率低，進行冷沖壓時不僅要求很大的成形力[4]，而且容易產生回彈，成形復雜零件極其困難。為了解決這些問題，鈦合金板的熱沖壓成形是行之有效的方法之一[5]。基于板材在高溫狀態下的性能特點，相應地提高沖壓溫度，可以大大改善工件成形性能并減小回彈，成形件表面硬度、抗凹性和剛度好[6]。自從瑞典Plannja 公司提出熱沖壓（Hot stamping）技術并申請專利以來[7]，熱沖壓技術已在航天航空、汽車制造業中得到了廣泛應用。在鈦合金的熱沖壓成形工藝中，摩擦問題是影響加工后產品質量、材料的成形性能和模具使用壽命的重要因素[8]，過大的摩擦使得板料與模具間磨損嚴重。鑒于熱成形工藝苛刻的界面條件，基于油或脂的潤滑在高溫高壓的工況下基本失效[9]，難以滿足緩解工件與模具表面摩擦磨損的需求。……