目前,已經(jīng)研發(fā)出了一種基于化學(xué)力學(xué)效應(yīng)（Chemical Mechanical Effect,CME）的新型冷拉拔技術(shù)—電化學(xué)冷拉拔（Electrochemical Cold Drawing,ECD）。相較于傳統(tǒng)冷拉拔（Drawing In Air,DIA）,ECD能明顯降低棒材的拉拔力并改善棒材表層的塑性,其為實(shí)現(xiàn)難變形金屬的管、棒、線材的冷拉拔提供了一種新的技術(shù)路線。前期研究表明預(yù)電化學(xué)腐蝕可以使棒材表層產(chǎn)生塑（軟）化,從而可以增大拉拔力的降低幅度,使得拉拔更易進(jìn)行。但前期研究主要針對的是預(yù)電化學(xué)腐蝕,而未對預(yù)電化學(xué)腐蝕后棒材在各個(gè)工藝參數(shù)（電解液種類、電解液濃度、電流及拉拔道次）下ECD時(shí)表層產(chǎn)生的附加位錯(cuò)流進(jìn)行充分定量的研究。本文針對前期研究存在的這些問題,以經(jīng)退火的Q235鋼棒材作為研究材料,在最基礎(chǔ)的電解液種類、電解液濃度、電流及拉拔道次等工藝參數(shù)下對ECD進(jìn)行深入的研究,并間接定量的證明附加位錯(cuò)流理論。研究結(jié)果表明:一種腐蝕速率最高且均勻腐蝕的電解液適用于ECD。即棒材在具有這種特點(diǎn)的溶液中預(yù)電化學(xué)腐蝕后表層產(chǎn)生的空位簇缺陷濃度最高,導(dǎo)致棒材表層塑（軟）化程度最大。這種最... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

拉拔示意圖：1-拉拔制品，2-模具，3-坯料

預(yù)電化學(xué)腐蝕電解液種類和濃度、電流及拉拔道次對Q235鋼棒材電化學(xué)冷拉拔的影響6拉拔抗力。為此，該技術(shù)也對于難變形金屬材料的加工而言提供了一種新的技術(shù)途徑，是一種很有應(yīng)用前景的新型加工技術(shù)。同時(shí)該技術(shù)也可以衍生出電化學(xué)擠壓、電化學(xué)軋制等新型材料加工技術(shù)。圖1.2ECD技術(shù)原理圖有學(xué)者利用ECD技術(shù)加工4043鋁合金絲材時(shí)發(fā)現(xiàn)，相較于DIA，ECD可使拉拔力顯著降低且使拉拔力的最大下降率為18%，拉拔后絲材的表面硬度得到顯著降低，意味著該技術(shù)不但能增加絲材的變形量，而且也減少拉拔中的退火次數(shù)[60]。前期分別研究了AM60B合金和Mg2Sip/AM60B復(fù)合材料在不同種類電解液中的ECD[61,62]，其結(jié)果指出：ECD明顯降低了這兩種難變形材料的拉拔力；在一定范圍內(nèi)，隨著電流密度增加，增塑作用增強(qiáng)；這兩種材料在H2SO4溶液中的拉拔力降低幅度最大，分別達(dá)到19%和30%。此外，直到棒材被拉斷，ECD可以比DIA拉拔更多的道次。即ECD是一種很有用的難變形金屬的拉拔新技術(shù)，但需指出這些研究沒有預(yù)電化學(xué)腐蝕而直接對4043鋁合金、AM60B合金和Mg2Sip/AM60B復(fù)合材料進(jìn)行ECD，只是驗(yàn)證了ECD技術(shù)是可行的，且未對附加位錯(cuò)流理論進(jìn)行定量證明。前期還以Q235鋼棒材作為研究材料，研究了電解液種類對Q235鋼ECD的影響[63]，其中用了4種ECD的電解液：0.6MNaCl水溶液（N溶液）、0.6MNaCl+0.3MHCl的混合液（L溶液）、0.35MH2SO4水溶液（S溶液）和自來水（H溶液），并對棒材DIA用以與ECD進(jìn)行對照。該研究發(fā)現(xiàn)Q235鋼棒材在這4種電解液中進(jìn)行ECD時(shí)，拉拔力均低于DIA，拉拔力的降低率具體為在S溶液、L溶液、N溶液、以及H溶液中依次降低，即在S溶液中ECD時(shí)拉拔力的降低率最大，適合作為該鋼棒材ECD的最佳電解液。此外，該研究對1.5m長的Q235鋼棒材預(yù)電化?

洞?本段?.7mm。將模具安裝到電解槽指定位置并連接好棒材與拉力傳感器，打開電腦上的測力軟件并把初始載荷清零之后，倒入所需電解液直至浸沒棒材，打開直流電源并將電流調(diào)到所需值后開啟秒表以計(jì)量預(yù)電化學(xué)腐蝕時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定時(shí)間后，立即啟動(dòng)拉拔機(jī)進(jìn)行ECD。實(shí)驗(yàn)期間經(jīng)由拉力傳感器獲取的拉拔力實(shí)時(shí)顯示于電腦上。其中本章ECD實(shí)驗(yàn)所用直流電流為0.15A、預(yù)電化學(xué)腐蝕時(shí)間為30min以及拉拔速度為0.25m/s。為了對比，在室溫下的空氣中，以相同拉拔速度、不通電、無電解液并采用相同拉拔模具的情況下對部分棒材進(jìn)行DIA。圖2.1ECD裝置示意圖：1-橡膠密封塞，2-拉拔棒材，3-銅片，4-拉拔模具，5-絕緣層，6-電解液，7-電解槽，8-導(dǎo)電輪，9-夾頭，10-拉力傳感器，11-拉拔機(jī)，12-電腦，13-直流電源將Q235鋼在不同種類電解液中的塔菲爾極化曲線和線性伏安曲線進(jìn)行測試，以篩選出最佳的電解液種類，實(shí)驗(yàn)的主要儀器及電解液為：Q235鋼作為研究電極，飽和甘汞及硫酸亞汞電極（參比電極）、鉑電極（對電極），CHI760E電化學(xué)工作站以及上述6種電解液。將棒材在0.15A的電流作用下經(jīng)過不同種類電解液預(yù)電化學(xué)腐蝕30min后的表面顯微形貌以及腐蝕層在JSM-6700F型冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）上進(jìn)行觀察，用以研究棒材經(jīng)不同種類電解液預(yù)電化學(xué)腐蝕后的表面腐蝕程度。采用ZeissAxioScopeA1光鏡觀察經(jīng)不同種類電解液預(yù)電化學(xué)腐蝕30min后ECD的棒材和DIA的棒材表面變形層的變化。采用D/Max-2400粉末X射線衍射儀（XRD）對經(jīng)不同種類電解液預(yù)電化學(xué)腐蝕30min后ECD的棒材和DIA的棒材進(jìn)行位錯(cuò)密度分析，位錯(cuò)密度計(jì)算過程見文獻(xiàn)[65,66]。為了研究棒材經(jīng)不同種類電解液預(yù)電化學(xué)腐蝕30min后表面出現(xiàn)的軟化現(xiàn)象，遂使用VilsonVH1102自動(dòng)硬度測試系統(tǒng)（AHTS）對經(jīng)以上

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]Q235碳鋼棒材的電化學(xué)冷拉拔的技術(shù)研究[D]. 李博.蘭州理工大學(xué) 2018
[3]鋼絲拉拔織構(gòu)遺傳及對形變性能的影響研究[D]. 趙宇飛.東南大學(xué) 2015



本文編號：3108127