本文關(guān)鍵詞：鎂合金軋制摩擦機(jī)制及接觸界面材料性能研究

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【摘要】：鎂合金大多在再結(jié)晶溫度以上軋制,然而在熱軋過程中容易產(chǎn)生大規(guī)模的黏著現(xiàn)象。黏著不僅會(huì)嚴(yán)重?fù)p害軋輥輥面的初始形貌,而且會(huì)進(jìn)而引起產(chǎn)品表面質(zhì)量惡化及熱軋的生產(chǎn)率降低的現(xiàn)象,甚至?xí)斐绍堓亯勖s短,產(chǎn)品報(bào)廢等一系列嚴(yán)重后果。因此,研究分析鎂合金熱軋過程中黏著的成因,影響產(chǎn)生黏著現(xiàn)象的因素,采取措施防黏降摩,提高產(chǎn)品表面質(zhì)量是企業(yè)的追求目標(biāo)。本文對(duì)鎂合金軋制過程接觸界面材料特性對(duì)黏著行為的影響和相關(guān)影響熱軋黏著的軋制參數(shù)進(jìn)行研究。研究鎂合金在高溫下的氧化層形貌,分析氧化層形成的過程;通過鎂合金軋制實(shí)驗(yàn),研究加熱溫度,壓下率,材料通過量,軋制道次等工藝參數(shù)對(duì)黏著和軋件表面質(zhì)量的影響以及軋制過程中摩擦的變化,并用摩擦黏著理論分析熱軋動(dòng)態(tài)黏著過程。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)AZ31鎂合金分別在300℃、350℃、400℃、450℃、500℃下加熱保溫60min隨著溫度升高,鎂合金表面氧化逐漸嚴(yán)重,從最開始的黑色點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)發(fā)展為大片黑色顆粒團(tuán),為軋制時(shí)的黏著現(xiàn)象提供了最初形核結(jié)點(diǎn)。在100℃的加熱溫度下軋制并未發(fā)現(xiàn)黏輥現(xiàn)象,甚至0.19的粗糙度相比軋制前的0.27有所降低,隨后隨著加熱溫度上升達(dá)200℃以上,此時(shí)到達(dá)鎂合金的再結(jié)晶溫度以上,黏著現(xiàn)象越來越容易發(fā)生。軋板加熱后抵抗塑性變形的能力會(huì)隨著溫度的升高而下降,300℃之后會(huì)發(fā)生迅速下降。軋后當(dāng)加工硬化起主導(dǎo)作用時(shí),硬度升高,當(dāng)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生后,硬度下降。板材表面質(zhì)量隨道次壓下率的增加是一個(gè)先變好再變差的過程,說明在某一壓下率之后才發(fā)生黏著過程,溫度越高,這一拐點(diǎn)壓下率來的越早。在300℃下單道次壓下率達(dá)到25%時(shí),板材表面質(zhì)量取得最佳狀態(tài)。軋輥與軋件的表面原始狀態(tài)都對(duì)軋后表面質(zhì)量有很大影響,材料通過量和軋制道次影響因素的實(shí)驗(yàn)說明當(dāng)軋輥表面已經(jīng)黏著鎂粉層時(shí),如果繼續(xù)軋制,黏著現(xiàn)象很容易發(fā)生,因此道次間需要及時(shí)清理輥面。軋制過程中軋制力主要體現(xiàn)的是鎂板在變形過程中的變形抗力,變形抗力主要是受變形過程中兩方面影響,加工硬化和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。前期加工硬化占據(jù)主導(dǎo)作用,此時(shí)變形抗力升高,軋制力升高;之后由于變形過程放出大量熱量,材料發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,晶粒細(xì)化,變形抗力降低,軋制力降低。摩擦系數(shù)的變化主要體現(xiàn)的是摩擦副間接觸狀態(tài)的變化,是一個(gè)周期性交替變化的過程,起初鎂板表面氧化層破裂黏著到軋輥上導(dǎo)致軋制過程中的摩擦系數(shù)上升,隨著軋輥上的黏鎂層逐漸增厚達(dá)到飽和狀態(tài)而脫落,此時(shí)摩擦系數(shù)下降,而后又再一次重復(fù)黏著-脫落的過程。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 軋制 黏著 高溫氧化 工藝參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG339
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-30
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂合金軋制工藝的特點(diǎn)10-11
• 1.3 提高鎂合金軋制成形性的途徑11-16
• 1.3.1 工藝參數(shù)12-13
• 1.3.2 軋制方式13-16
• 1.4 軋制過程中的摩擦特點(diǎn)16-18
• 1.4.1 接觸壓力高17
• 1.4.2 高壓接觸面面積大17
• 1.4.3 速度較大且變化17-18
• 1.4.4 表面狀態(tài)變化18
• 1.4.5 摩擦面溫度高18
• 1.5 金屬軋制過程中的摩擦及磨損機(jī)理18-20
• 1.6 影響金屬軋制摩擦的因素20-23
• 1.6.1 軋輥的材質(zhì)20
• 1.6.2 氧化膜的影響20-21
• 1.6.3 潤滑劑的影響21-22
• 1.6.4 軋制工藝的影響22-23
• 1.7 金屬的氧化23-25
• 1.7.1 金屬的氧化過程23
• 1.7.2 氧化膜的構(gòu)造23-24
• 1.7.3 氧化膜的生長曲線24-25
• 1.8 鎂的氧化25-28
• 1.8.1 鎂的高溫氧化26-27
• 1.8.2 氧化鎂的結(jié)構(gòu)27-28
• 1.9 本文研究的意義及主要內(nèi)容28-30
• 2 實(shí)驗(yàn)方案30-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改造30-31
• 2.3 鎂合金板材高溫氧化實(shí)驗(yàn)31-32
• 2.4 工藝參數(shù)對(duì)軋制黏附影響實(shí)驗(yàn)32-34
• 2.4.1 軋制溫度影響實(shí)驗(yàn)32
• 2.4.2 壓下率影響實(shí)驗(yàn)32-33
• 2.4.3 材料通過量影響實(shí)驗(yàn)33
• 2.4.4 軋制道次影響實(shí)驗(yàn)33-34
• 3 鎂合金氧化層的觀察34-39
• 3.1 加熱溫度對(duì)表面狀態(tài)的影響34-35
• 3.2 加熱時(shí)間對(duì)表面狀態(tài)的影響35-37
• 3.3 加熱溫度對(duì)氧化層厚度的影響37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 4 軋制工藝參數(shù)對(duì)鎂合金表面質(zhì)量的影響39-49
• 4.1 軋制溫度對(duì)表面質(zhì)量的影響39-41
• 4.2 壓下率對(duì)表面質(zhì)量的影響41-43
• 4.3 材料通過量對(duì)表面質(zhì)量的影響43-45
• 4.4 軋制道次變形量對(duì)表面質(zhì)量的影響45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 5 軋制過程中的力能參數(shù)的變化49-56
• 5.1 變形程度對(duì)軋制力的影響49-51
• 5.2 加熱溫度對(duì)軋制力的影響51-53
• 5.3 摩擦系數(shù)的變化53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-56
• 6 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：667709