本文關鍵詞：變形Zn-Cu-Ti合金熱處理工藝及成形性能研究

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【摘要】：Zn-Cu-Ti合金是一種典型的變形鋅合金,具有良好的抗蠕變性、塑性、熱膨脹系數低、較高的強度,易加工成型等優(yōu)良特點,力學性能與黃銅(軟態(tài))相近。主要應用于電池外殼、建筑材料和日用五金等領域。因其原材料價格低廉,目前Zn-Cu-Ti合金的應用領域越來越廣泛,但在實際應用中,該合金的沖壓性能有待改善。本文以變形Zn-Cu-Ti合金為研究對象,開展了Zn-Cu-Ti合金成分優(yōu)化、熱處理工藝和成形性能試驗研究。采用ZGJL0.01-40-4真空感應熔煉爐制備合金鑄錠,對鑄錠進行不同工藝參數的擠壓、軋制、熱處理,獲得試驗用Zn-Cu-Ti合金板材。借助光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、日本SHIMADZU(島津)AG-I/250KN精密萬能試驗機、BHB-80型板料雙向拉伸試驗機等試驗設備和手段,研究熱處理工藝對Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金及Zn-1.5Cu-0.08Ti合金的組織性能的影響,確定ZnCu-Ti合金的合理熱處理工藝;研究Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金杯突、擴孔、錐杯等典型的沖壓成形性能。通過上述研究得出以下結論:1.通過正交試驗確定了性能優(yōu)良的變形Zn-Cu-Ti合金的合理成分為Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg,該合金擠壓態(tài)的硬度可達88HV,抗拉強度可達255MPa,延伸率可達63%。2.Zn-Cu-Ti合金具有明顯的冷軋軟化,退火硬化特征。(1)在不同的退火溫度條件下,硬度隨著退火時間的變化規(guī)律呈現一致趨勢,0-1h硬度急劇升高,隨后硬度較為穩(wěn)定,在一定范圍內略有波動。(2)退火溫度對硬度也有較大影響,溫度越高,所獲得的硬度越高,對于Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金,溫度對硬度的影響更為明顯,240℃退火,硬度最高可達86.82HV,較180℃退火的硬度最高值72.77HV,提高了19.3%。(3)退火溫度對抗拉強度和延伸率的影響顯著,在180℃退火條件下,抗拉強度和延伸率較未退火狀態(tài)有顯著變化,在3h條件下,Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金與Zn-1.5Cu-0.08Ti合金的抗拉強度分別由200MPa、162MPa提高到303MPa、284MPa,延伸率分別由107%、107%降低到39%、20%。(4)退火時間對抗拉強度和延伸率的影響不顯著,隨著退火時間的延長,Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金的抗拉強度和延伸率在一定范圍內波動。3.退火溫度比退火時間對Zn-Cu-Ti合金組織與性能的影響更顯著。Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金獲得高硬度、抗拉強度,良好的塑性、成形性能的合理熱處理工藝為退火溫度180℃,退火時間4h。4.速度對成形性能的影響在杯突、擴孔、錐杯三種模擬成形性能試驗下,速度越低,Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金板材的成形性能越好。在杯突試驗中,速度為1.5mm/min時,IE值最高可達13.21mm較5mm/min速度下的IE值(12.18mm)提高了8.4%;在擴孔試驗中,速度為3mm/min時,λ值最高可達133%較5mm/min速度下的λ值(72%)提高了84.7%;在錐杯試驗中,速度為3mm/min時,CCV值最低可達27.28mm較30mm/min速度下的CCV值(29.45mm)降低了7.4%。5.潤滑條件對沖壓成形性能的影響速度越低,潤滑條件對Zn-2.0Cu-0.05Ti-0.001Mg合金成性能的影響越顯著。在杯突試驗中,當速度v≤2.5mm/min時,用聚乙烯薄膜做潤滑劑效果較好;當速度v≥4.4mm/min時,用機油做潤滑劑效果較好。在擴孔試驗中,當速度為4mm/min左右時,用聚乙烯薄膜做潤滑劑效果較好,當速度v≤3mm/min時,用機油做潤滑劑效果較好。在錐杯試驗中,無論在什么速度下,均用聚乙烯薄膜做潤滑劑效果較好。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG166.7;TG146.13

【參考文獻】

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