本文關(guān)鍵詞： 非晶合金 微成形 振動載荷 摩擦 雙杯擠壓　出處：《武漢紡織大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：非晶合金在常溫下具有優(yōu)異的物理、化學(xué)以及機械性能,在過冷液相區(qū)內(nèi)具備良好的微成形能力。但非晶合金微塑性成形過程中表現(xiàn)出幾何尺寸效應(yīng),尤其是非晶坯料與模具型腔接觸面間的摩擦效應(yīng)會引起非晶合金流動和變形的不均勻,從而很難保證復(fù)雜微型零件的形狀和尺寸精度。振動成形是一種新型的加工方式,利用振動載荷可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善界面摩擦,已經(jīng)在金屬和高分子材料中廣泛運用。本文以鋯基大塊非晶合金為研究對象,利用雙杯擠壓工藝,對低頻振動載荷作用下非晶合金在微成形過程中的摩擦行為進行了初步探究。首先利用水冷銅模吸鑄法制備了實驗所需的Zr55Al10Ni5Cu30大塊非晶合金樣品,并采用X射線衍射分析儀(XRD)和差示掃描量熱儀(DSC)檢測了其結(jié)構(gòu)特性,確認(rèn)了樣品的非晶狀態(tài)。設(shè)計了雙杯擠壓實驗?zāi)Ｐ?使用Deform-2D仿真軟件獲得了不同振動力場作用下的摩擦標(biāo)定曲線。在配備高溫爐的Zwick/well材料力學(xué)性能試驗機上完成了低頻振動載荷作用下的雙杯擠壓實驗,頻率為0.05-2Hz,振幅為120-480,溫度保持在450°C。通過三維電子顯微鏡測量出了樣品上下杯高度值,并與模擬得到的摩擦標(biāo)定曲線對照,獲得了不同振動頻率和振幅振動力場作用下Zr55Al10Ni5Cu30大塊非晶合金微塑性成形過程中的摩擦系數(shù)。結(jié)果顯示:載荷的振動頻率明顯地影響摩擦系數(shù),且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性,總體上看,摩擦系數(shù)隨著頻率的增加而減小;對振幅而言,當(dāng)振動頻率為0.05和0.1Hz時,振幅的改變對摩擦系數(shù)影響不大;當(dāng)振動頻率為0.5Hz、1Hz、2Hz時,振幅改變對摩擦系數(shù)有一定的影響化,但是不明顯,也沒有像振動頻率對摩擦系數(shù)影響那樣有規(guī)律可循。結(jié)合非晶合金摩擦理論模型、自由體積理論和有限元模擬分析了摩擦因子隨振動力場變化的原因。
[Abstract]:The amorphous alloy has excellent physical, chemical and mechanical properties at room temperature, and has good microforming ability in the supercooled liquid region. Especially, the friction effect between amorphous billet and die cavity will cause non-uniform flow and deformation of amorphous alloy, which makes it difficult to ensure the shape and dimensional accuracy of complex micro parts. Vibration forming is a new processing method. Vibration load can improve product quality and interface friction, which has been widely used in metal and polymer materials. In this paper, zirconium based bulk amorphous alloy is used as research object and double cup extrusion process is used. The friction behavior of amorphous alloy in microforming process under low frequency vibration loading was studied. Firstly, the Zr55Al10Ni5Cu30 bulk amorphous alloy samples were prepared by water-cooled copper die suction casting method. The structure characteristics of the samples were tested by X-ray diffraction analyzer (XRD) and differential scanning calorimeter (DSC-C). The amorphous state of the samples was confirmed. A double-cup extrusion model was designed. The friction calibration curves under different vibration force fields were obtained by using Deform-2D simulation software. The double cup extrusion experiments were carried out on the Zwick/well material mechanical properties test machine equipped with high temperature furnace under low frequency vibration load. The frequency is 0.05-2Hz, the amplitude is 120-480, the temperature is kept at 450 擄C. the height of the sample is measured by 3D electron microscope and compared with the friction calibration curve obtained by simulation. The friction coefficient of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk amorphous alloy in micro-plastic forming process under different vibration frequency and amplitude vibration force field is obtained. The results show that the vibration frequency of load obviously affects the friction coefficient and presents certain regularity. On the whole, the friction coefficient decreases with the increase of frequency; for amplitude, the change of amplitude has little effect on the coefficient of friction when the vibration frequency is 0.05 and 0.1 Hz, and when the vibration frequency is 0.5 Hz, 1 Hz / 2 Hz, the friction coefficient decreases with the increase of frequency, and when the vibration frequency is 0.05 Hz and 0.1 Hz, the change of amplitude has little effect on friction coefficient. The amplitude change has a certain influence on the friction coefficient, but it is not obvious, and there is no regular rule to follow the influence of vibration frequency on the friction coefficient. Free volume theory and finite element simulation are used to analyze the reason of friction factor changing with vibration force field.
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.8

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曉敏;生產(chǎn)非晶合金絲的新工藝[J];金屬功能材料;2001年03期

2 黃智,白海洋,景秀年,王志新,王萬錄;非晶合金中的低溫電阻率極小行為研究[J];物理學(xué)報;2004年10期

3 王曉軍;陳學(xué)定;夏天東;康凱;彭彪林;;非晶合金應(yīng)用現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報;2006年10期

4 汪衛(wèi)華;;非晶合金塑性研究的新進展[J];自然雜志;2006年06期

5 李雷鳴;徐錦鋒;;大體積非晶合金的制備技術(shù)[J];鑄造技術(shù);2007年10期

6 ;第4屆全國非晶合金及其復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議召開[J];科學(xué)通報;2007年23期

7 張哲峰;伍復(fù)發(fā);范吉堂;張輝;;非晶合金材料的變形與斷裂[J];中國科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué));2008年04期

8 伍復(fù)發(fā);張哲峰;;非晶合金的變形與斷裂行為[J];中國基礎(chǔ)科學(xué);2008年04期

9 侯軼軒;;淺談非晶合金材料的變形與斷裂[J];科協(xié)論壇(下半月);2009年05期

10 姜大偉;牛玉超;賈強;趙紅;;非晶合金拉應(yīng)力流變測量實驗裝置的研制[J];實驗室研究與探索;2010年08期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫兵兵;王艷波;文軍;楊海;隋曼齡;;電鏡樣品制備方法對非晶合金結(jié)構(gòu)的影響[A];2006年全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2006年

2 孫笠;崔振江;宋啟洪;王景唐;;用于多相催化的非晶合金催化劑[A];首屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1992年

3 陳艷;蔣敏強;魏宇杰;戴蘭宏;;基于原子結(jié)構(gòu)及相互作用勢的非晶合金斷裂準(zhǔn)則[A];第十二屆全國物理力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2012年

4 肖勛;張春華;;硅鋼與非晶合金使用情況的比較以及材料的改善建議[A];2010第11屆中國電工鋼專業(yè)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

5 房衛(wèi)萍;楊凱珍;張宇鵬;劉鳳美;劉正林;劉師田;易江龍;許磊;;低碳經(jīng)濟下的非晶合金發(fā)展與應(yīng)用[A];低碳技術(shù)與材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會論文集[C];2010年

6 沈?qū)幐?張國勝;王西科;楊占勝;;大比表面積非晶合金催化材料的研究[A];2000年材料科學(xué)與工程新進展（下）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

7 盧志超;李德仁;周少雄;;非晶合金絲的制備及巨磁阻抗效應(yīng)的應(yīng)用[A];2000年材料科學(xué)與工程新進展（下）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

8 邢力謙;;非晶合金的應(yīng)用及進一步研究[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

9 郭文全;王景唐;;描述非晶合金粘度與其熔體粘度關(guān)系的公式[A];首屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1992年

10 馮翔;楊玉英;江道祥;;非晶合金材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初探[A];2011年安徽省科協(xié)年會——機械工程分年會論文集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 謝斌　王琳;非晶合金產(chǎn)品前景看好[N];中國電力報;2007年

2 謝斌　王琳;順特電氣：推廣非晶合金產(chǎn)品[N];中國電力報;2007年

3 本報記者 倪e，

本文編號：1501046