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游动芯头拉拔模具摩擦磨损及其优化
摘要：
游动芯头拉拔模具是在金属板材压制和转换过程中广泛使用的一种模具，它的耐磨性能对生产效率和成本控制至关重要。本文从游动芯头拉拔模具的材料、结构、表面涂层和润滑方面入手，系统地分析了其摩擦磨损及优化方法。同时，结合国内外的先进研究成果，提出了一些未来的发展方向和研究方向。本文研究对游动芯头拉拔模具的使用和维护具有一定的参考价值。
关键词：游动芯头拉拔模具；摩擦磨损；优化；材料；结构；涂层；润滑。
一、引言
游动芯头拉拔模具是一种广泛使用于板材压制和转换过程中的模具，其作用在于将金属板材以拉伸方式变形。该模具常常用于汽车制造、电力设备、石油化工和钢材加工等领域。模具的质量和寿命对于生产效率和成本的控制至关重要。由于进口设备价格较高，国内生产游动芯头拉拔模具的企业数量较少，产品品质参差不齐，导致不仅对生产企业造成了影响，对国家发展也带来了阻碍。
游动芯头拉拔模具的摩擦磨损是影响其寿命和使用效率的关键问题。本文旨在对游动芯头拉拔模具的摩擦磨损及其优化方法进行研究。本文主要从材料、结构、表面涂层和润滑方面入手，对游动芯头拉拔模具的摩擦磨损进行系统分析，并提出相应的优化方案。同时，结合国内外的先进研究成果，提出一些未来的发展方向和研究方向。本文研究对于游动芯头拉拔模具的使用和维护具有一定的参考价值。
二、游动芯头拉拔模具的摩擦磨损及其原因
1.摩擦磨损的原因
游动芯头拉拔模具的摩擦磨损是由于工作面和配合面之间相对运动或相互压紧、拉伸等作用力导致的，主要包括以下三种形式：
（1）腐蚀磨损：在模具使用过程中，由于模具表面暴露于大气中、液体中或化学物品中，会受到腐蚀的影响。如在铝材板拉伸时，铝氧化膜与模具表面金属间会发生挤压与滑动，使模具表面微小山峰被削平，增加表面粗糙度，从而加快了腐蚀磨损。
（2）疲劳磨损：是由于周期性的应力引起的，表现为表面微裂纹、龟裂和机械剥落。在模具使用过程中，工作面的变形比较频繁，开口、闭合时间很短，容易造成模具表面乃至内部的疲劳。
（3）热磨损：热磨损主要是由于模具工作面在高温、高压和高速状态下，表面的材料因长时间摩擦产生热量而变软、熔化、变性、硬化或气化而产生的磨损。
2.摩擦磨损的影响
游动芯头拉拔模具的摩擦磨损会导致以下问题：
（1）降低模具的使用寿命和工作效率；
（2）模具损坏需要修理或更换，增加维修费用和生产成本；
（3）模具加工精度下降，导致产品质量不稳定。
三、游动芯头拉拔模具的优化方法
1.材料优化
游动芯头拉拔模具的材料必须具备高强度、高硬度、高耐磨性和高温抗氧化性等性能。优化材料有以下三种方法：
（1）采用高强度材料：如优质合金钢、钨钢、硬质合金等。
（2）采用高硬度、高耐磨性材料：如陶瓷、金刚石涂层或表面增强技术。
（3）应用新材料：如钢陶瓷、高分子材料等。
2.结构设计优化
游动芯头拉拔模具的设计应该充分考虑材料的等向性、点负荷和面负荷等因素，优化结构方案。
（1）改进模具的孔、槽、圆弧等形状，增加其刚性和强度；
（2）增加模具的压紧力，控制模具表面间隙的大小；
（3）改进模具表面的压纹、切割、雕刻等加工技术，提高表面质量。
3.涂层技术优化
优化表面涂层是提高游动芯头拉拔模具耐磨性能的重要手段，可增加表面的硬度、抗腐蚀性、摩擦性和耐热性等性能。常用涂层有以下几种：
（1）金属镀层：如镀铬、镀镍等。
（2）无机涂层：如氮化、氧化、碳化等。
（3）有机涂层：如Tin、AlTiN、CrN等。
4.润滑技术优化
使用良好的润滑剂能够减少游动芯头拉拔模具的摩擦磨损，建议优化润滑方式包括以下三点：
（1）采用合适的润滑剂：润滑剂必须具有良好的润滑性、密封性和渗透性，应充分考虑材料与润滑剂之间的兼容性。
（2）改变喷涂方式：喷涂润滑剂应该均匀、持久地覆盖模具表面，增加润滑剂喷洒的压力和流量。
（3）使用自动润滑系统：自动润滑系统换润滑剂方便、快捷、无需停机维修，因此增加了生产效率。
四、未来发展和研究方向
游动芯头拉拔模具的寿命和效率的提高具有重要意义。未来发展和研究方向可以从以下几点思考：
（1）加速涂层技术的研究和开发，研究薄膜涂层的影响规律，提高它的厚度和质量。
（2）提高润滑加工技术水平，开发新型的润滑剂。
（3）针对复合材料的使用，研制出高效率、低摩擦磨损的模具。
（4）研究新型材料及其加工性能，提高游动芯头拉拔模具的耐磨性和耐热性。
（5）建立可靠的模具设计和加工技术的标准化和规范化，推广使用先进的计算机模拟技术。
总之，游动芯头拉拔模具的优化是一项长期的工作，需要不断探索和研究，不断提高技术水平和产品质量，以满足市场需求和国家发展的需要。
参考文献：
1.魏冰.游动芯头拉拔模具的研制和应用[J].南华工商学院学报,2014,17(3):49-50.