近年来随着科学技术的不断进步与发展,热成形也已成为汽车板材最为流行的制造工艺之一,而热成形模具是热成形过程中的核心零部件。热成形模具材料在恶劣的高温冲压环境下,周而复始的冲压变形过程中很容易发生热-力耦合作用的磨损现象。如果磨损量过大会直接导致冲压模具表面的失效,这大大地提高了汽车热成形板材的制造成本。目前工业生产中经常使用PVD镀层来提高热作模具的耐磨性能,深入研究热成形工艺中涉及的具有PVD镀层的热作模具材料在复杂高温成形过程的热机磨损行为,并评价相应热作模具材料的耐磨性能就具有十分重要的意义与价值。本文通过系统的实验和仿真分析,研究了具有PVD镀层的两种热成形模具钢材料(H13钢、DTDVA钢)的热机磨损性能,并与未镀层的样块进行对比研究,系统地分析了具有PVD镀层的典型热成形模具钢材料的热机磨损机理。此外,通过模拟实际工业生产中的热成形过程,进一步研究了具有典型冲击-滑移-保压过程的热成形模具钢材料热机磨损行为。具体研究内容如下:本文采用扫描电镜以及高倍光学显微镜对热力耦合磨损实验试样表面形貌进行研究,主要观察了冲击、滑移、保压三个过程区域的表面典型形貌,探究具有PVD镀层和无镀层的热成形模具钢试样在冲击作用后表面的磨损情况,并对比分析了各自的表面热机磨损程度。进一步的,利用Abaqus软件并结合Archard磨损理论,探究高周多次冲击后的热成形模具钢材料的磨损状况。建立了实际冲击-滑移-保压的有限元仿真模型,在设定的温度及PVD镀层条件的影响下,获得磨损深度与冲击次数的拟合关系,此外,与实际实验样块表面磨损深度的实验数据进行对比分析,并进行了准确性校核。上述研究内容对实际生产过程中的汽车板材料热成形模具材料的选择及评价相应材料的使用寿命具有一定的参考意义与价值。