隨著信息化社會的快速發(fā)展,微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。平面微彈簧是MEMS中重要傳遞力和能量的結(jié)構(gòu),長壽命平面微彈簧對于保證微機(jī)電系統(tǒng)可靠性具有重要意義。通過擠壓成形獲得的鋁青銅平面微彈簧疲勞壽命遠(yuǎn)高于微納米加工技術(shù)制備的平面微彈簧,但裂紋的存在限制了鋁青銅平面微彈簧疲勞壽命的進(jìn)一步提高。為減少甚至消除裂紋以獲得更好疲勞壽命的鋁青銅平面微彈簧,需要研究該彈簧擠壓成形過程中裂紋形成和分布規(guī)律。本文以QAl5合金為原料,利用微擠壓的方法制備了平面微彈簧,研究了不同熱處理工藝和軋制條件下QAl5合金的微觀組織變化及力學(xué)性能,通過試驗(yàn)和有限元模擬探索工藝參數(shù)對微彈簧冷擠壓裂紋產(chǎn)生和分布的影響。主要結(jié)論如下:熔煉得到了成分和相組成符合標(biāo)準(zhǔn)QAl5合金,其鑄態(tài)組織為粗大的樹枝晶,延伸率為65.3%,抗拉強(qiáng)度為237.7MPa,屈服強(qiáng)度為65MPa。軋制態(tài)QAl5經(jīng)退火后微觀組織中出現(xiàn)退火孿晶,在本文退火溫度范圍內(nèi),隨退火溫度增加,孿晶數(shù)目增多。QAl5經(jīng)軋制形成纖維組織,軋制壓下量越大,纖維組織越明顯。成功制備出線寬為0.3mm、0.5mm和1mm的QAl5合金微彈簧柱。根據(jù)擠壓特...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1體硅技術(shù)刻蝕示意圖[14]

碩士學(xué)位論文銅鋁合金平面微彈簧擠壓成形時裂紋形成和分布研究3圖1.1體硅技術(shù)刻蝕示意圖[14]LIGA工藝是一種基于X射線光刻技術(shù)的MEMS加工技術(shù)，主要包括X光深度同步輻射光刻，電鑄制模和注模復(fù)制三個工藝步驟。由于X射線有非常高的平行度、極強(qiáng)的輻射強(qiáng)度、連續(xù)的光譜，使LIGA技....

圖1.2LIGA技術(shù)工藝流程[14]

1緒論碩士學(xué)位論文4剛度以及結(jié)構(gòu)與剛度關(guān)系方面做了深入研究。該課題組靈活運(yùn)用分析力學(xué)模型，結(jié)合能量法的卡氏第二定理，對Z型、L型、S型、W型與蛙腿型微型平面彈簧的微型平面彈簧結(jié)構(gòu)與其剛度、彈性系數(shù)進(jìn)行ANSYS進(jìn)行仿真計算，并推導(dǎo)了一系列與仿真結(jié)果相吻合的公式。為微型平面彈簧的設(shè)....

圖1.3LIGA工藝制備微彈簧SEM圖[20]

碩士學(xué)位論文銅鋁合金平面微彈簧擠壓成形時裂紋形成和分布研究5微彈簧的彈簧常數(shù)和應(yīng)力分布的計算公式，并通過有限元模擬驗(yàn)證了該公式的正確性。CCD采集到的圖像證明了微彈簧準(zhǔn)靜態(tài)拉伸變形的各個階段是相同的。當(dāng)微彈簧施加于沖擊載荷時，微彈簧上端的變形比其它微彈簧大得多，這與準(zhǔn)靜態(tài)拉伸不同....

圖1.4附加應(yīng)力分布與裂紋的形成[34]

碩士學(xué)位論文銅鋁合金平面微彈簧擠壓成形時裂紋形成和分布研究7擠壓裂紋缺陷可分為表面裂紋和中心裂紋，而型材擠壓的裂紋常常發(fā)生在寬高比大的邊部。以圓棒材擠壓的表面裂紋缺陷為例來解釋擠壓裂紋的形成過程，擠壓過程中材料接觸摩擦作用和擠壓筒形狀限制導(dǎo)致坯料表面的金屬流動受到阻礙，使坯料表面....

本文編號：3980292