三辊行星轧制工艺已广泛应用于有色金属管材的加工,但是在轧辊工作中表面经常会产生裂纹、凹坑、材料粘附等缺陷,严重影响轧件质量和轧辊使用寿命,降低生产效率。因此,对三辊行星轧制中工件和模具的摩擦磨损行为进行深入研究极为重要。本文主要研究内容和结果如下:(1)结合现场实际,建立H70黄铜管坯三辊行星轧制工艺的三维热力耦合有限元模型,实现了管坯从送进到稳定轧出过程的模拟,并获得了轧制过程中轧件的等效应力、等效塑性应变、变形方式、温度场分布、轧辊受力情况及接触点相对速度等,结合以上计算结果设计环块磨损实验。(2)环块磨损实验采用GH4169高温合金和3Cr2W8V模具钢作为与H70铜合金对磨的材料,研究不同的轧辊材料和不同的环境温度条件下与轧件材料的磨损机理以及摩擦界面温度对磨损行为的影响。本文设计了利用液氮冷却的环块磨损实验,其中考虑到液氮可以改变摩擦界面的温度同时避免了水或其他介质的润滑的作用。通过分析实验中材料的温度、磨损量、磨损形貌、亚表层结构等,阐明了 GH4169高温合金和3Cr2W8V模具钢与H70铜合金对磨后的磨损机理,为实际生产中减少磨损、改进轧辊材料提供参考。(3)建立了环块磨损实验的有限元模型,通过调整环境换热系数(HTC)值,改变界面传热情况,分别计算GH4169高温合金和3Cr2W8V模具钢块体材料的磨损量和温度场。基于计算结果,本文提出利用强塑积σUTS ×UE来定性评价不同温度下GH4169高温合金和3Cr2W8V模具钢的磨损性能,探索轧辊材料的磨损量与材料高温变形行为的关系。