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钢板在现代工业上使用极为广泛,但由于普通钢板表面极易遭受腐蚀,而锌涂层有良好的耐腐蚀作用,所以利用更多数量的镀锌板代替普通钢板,从而达到让其使用的年限变长的目的。近年来,镀锌板已经被用于多个领域,特别是在汽车车身上,国内外的汽车用钢板逐步由冷轧钢板向镀锌钢板转变,其使用率越来越高。目前,在世界钢板的总产量中,镀锌板的数量上升最快。 镀锌板可以分为镀层、界面和基体三个部分,其构造比普通钢板复杂,因此它的摩擦和成形特性较于一般钢板有很大差异。对镀锌板进行冲压成形的时候,锌层中会出现裂纹、断裂、粉化与剥落等失效现象。目前,就镀锌板而言,其锌层制备和利用方面的研究最为集中,其摩擦问题的研究还未形成统一结论,其冲压成形特性以及锌层失效机理的研究相对较少,所以本课题的研究具有很好的理论及现实意义。 本文对镀锌板开展了平板滑动摩擦实验及杯突实验,并且运用扫描电镜、光镜和光学轮廓仪,研究了镀锌板的摩擦特性和冲压成形特性,并且探讨了锌层失效机理。具体工作内容有: 对合金化热镀锌板开展了平板滑动摩擦实验,分别得到了模具粗糙度、正压力和滑动速度这三个因素与合金化热镀锌板表面摩擦系数的关系。结合摩擦学理论,深入地分析了表面的摩擦系数变化的原因。在平板滑动摩擦实验的基础上,借助扫描电镜和光镜分别观察了合金化热镀锌板摩擦后的表、截面形貌图,进而分析了不同实验条件下的锌层表面损伤和截面失效情况,来验证摩擦系数的变化规律是否正确。 对热镀锌板开展了杯突实验,得到了不同的润滑条件之下试样的杯突值,研究润滑的条件对试样的冲压成形能力造成的影响。在杯突实验的基础上,借助光学轮廓仪观察了热镀锌板的表面形貌演变,分析不同变形区域表面锌层的失效情况以及相应的表面粗糙度变化情况。利用扫描电镜观察了试样的断面组织和成分变化,研究了冲压成形时镀层主要失效方式,锌层、界面以及基体的破损过程,进一步来探讨冲压成形时锌层的失效机理。 基于本文的实验成果,主要从模具设计以及成形工艺条件两个方面指出了一些提高镀锌板的冲压成形特性的方法。