子弹弹头中的铅套,其作用是为了防止子弹在射击过程中弹头中的钢芯高速旋转,直接与弹头壳摩擦,造成弹头在射击过程中破坏失效。但是纯铅的质地软、强度低,因此在铅套成形过程中容易出现破裂等问题。本文以某型号弹头中的铅套为研究对象,借助GTN细观损伤模型分析和预测了铅套成形中的失效,并对成形的工艺及模具方案进行了优化,以提高铅套成形的质量。摩擦是材料成形中的一个重要话题。成形模具和被成形工件之间所存在的摩擦,会提高材料流动的阻力,造成模具表面和工件表面的损伤,同时摩擦磨损会降低模具精度、进而减小模具寿命。在塑性变形界面上施加有效的润滑剂,一直是改善界面摩擦磨损问题的有效手段;但是,针对铅套成形过程,如果使用润滑剂,润滑剂会在铅套内形成封闭的凹坑,造成铅套的壁厚差不均匀,同时成形结束后还需增加烘干工序。因此,本文提出了利用自润滑镀层对模具进行表面改性,从而减少润滑剂的使用,提高模具的耐磨性,进而提高模具寿命。本文的研究内容和结论是:（1）利用扫描电镜分析和响应面有限元法反求获得铅的GTN损伤模型的参数。将得到的铅GTN损伤模型参数耦合到单向拉伸模拟中,得到仿真的载荷-位移结果和关键单元的孔洞体积分数随应变变化的结果,将其与试验测得的载荷-位移曲线,以及通过扫描电镜统计得到的不同应变量下的孔洞体积分数进行比对。主要结论如下:模拟结果与试验结果匹配性较好,证明通过扫描电镜分析和响应面有限元反求法求得的铅GTN损伤模型参数,可以表征铅变形过程中的损伤行为。（2）将得到的铅GTN损伤模型耦合到铅套成形的仿真过程中,预测铅套损伤的位置和成形的缺陷,并利用单因素试验确定工艺参数（摩擦系数和拉深凹模圆角半径）对变薄拉深的影响,以获得最佳的成形工艺;在最优的工艺基础上,优化拉深模具,从而提高铅套成形的质量。主要结论如下:在拉深的过程中,凹模润滑条件要好,凸模不宜润滑;凹模圆角半径不宜过大也不宜过小,适当的凹模圆角半径可以提高成形质量;优化成形的模具,在一个凹模上进行两道次的拉深,第一道次拉深系数取较小值,第二道次拉深系数取较大的值。通过优化后的方案,拉深后并未出现拉裂破口等现象,成功提高了铅套的成形质量。（3）采用磁控溅射技术,在不同表面粗糙度的T10A模具钢表面溅射自润滑镀层（DLC镀层和Cr N镀层）,测定两种镀层的综合力学性能和与模具钢的结合性能,并对比模具钢和两种镀层的摩擦磨损性能,从而为模具表面改性提供一条新的思路。主要结论如下:从试验结果上看,两种镀层都有改善模具润滑性的特点。其中,DLC镀层的摩擦系数较低,自润滑性较好,但是与Cr N镀层相比,DLC镀层内应力较高,其弹性模量、韧性、与基材的结合性能都要低于Cr N镀层;在粗糙界面上的镀层的结合性能要高于光滑界面上的结合性能,主要原因是粗糙界面的真实表面积大,镀层与模具钢的接触面积大,再者粗糙界面的镀层易与基材产生钩连和铆接效应。