本文關(guān)鍵詞：Ni-Co納米晶箔材高溫微成形性能研究

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【摘要】：納米材料因其特殊的結(jié)構(gòu)而具有超塑性能,這一性能的研究已成為科研領(lǐng)域中的重要研究方向。同時(shí),微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)不斷地發(fā)展使得微成形技術(shù)的研究越來(lái)越不可或缺。本文采用脈沖電沉積法制備了Ni-Co箔材,研究了箔材的組織結(jié)構(gòu)以及高溫塑性性能。通過(guò)對(duì)箔材剛性凸模拉深成形及5083AL軟凸模拉深成形過(guò)程的有限元模擬,研究了不同成形工藝下箔材高溫成形規(guī)律。通過(guò)箔材高溫微陣列拉深成形實(shí)驗(yàn)研究了材料的超塑微成形性能,分析不同成形工藝及參數(shù)對(duì)箔材微陣列拉深成形規(guī)律的影響。通過(guò)控制沉積時(shí)間獲得不同厚度納米晶Ni-Co箔材。借助掃描電子顯微鏡觀察其表面平整致密,借助透射電子顯微鏡、X射線衍射儀等設(shè)備分析得晶粒尺寸在15~50nm。通過(guò)高溫拉伸實(shí)驗(yàn)研究了材料的高溫塑性性能,箔材在初始應(yīng)變速率1.67×10-3s-1、拉伸溫度500℃時(shí)延伸率最大為485%,并通過(guò)應(yīng)變速率突變法求得此條件下材料常數(shù)K為750、應(yīng)變速率敏感系數(shù)m為0.532。通過(guò)有限元分析剛性凸模高溫拉深成形,拉應(yīng)力最大值出現(xiàn)在凸模圓角與凹模直段相切處,為拉深成形件的易斷部位;軟凸模(5083AL)高溫拉深成形,拉應(yīng)力最大處出現(xiàn)在凹模圓角向凹模直段過(guò)渡處,為拉深成形件的易斷部位。采用5x5微陣列拉深成形模具,在不同成形方案下分別進(jìn)行剛性凸模與軟凸模拉深成形實(shí)驗(yàn),獲得質(zhì)量較優(yōu)剛性凸模成形件的成形溫度為500℃、成形速率為0.025mm/min、箔材厚度為60μm、高徑比為0.67;質(zhì)量較優(yōu)的軟凸模拉深成形件的成形溫度為550℃、凹模直徑0.8mm、滿載荷拉深次數(shù)為2次、箔材厚度為60μm、高徑比為0.66。剛性凸模與軟凸模成形件箔材壁厚分布有明顯差異且與有限元模擬中壁厚分布規(guī)律一致。SEM觀察發(fā)現(xiàn),成形件斷裂機(jī)制為沿晶斷裂。
【關(guān)鍵詞】：電沉積 納米晶 超塑性 微成形 軟模成形
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.15
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 引言9-10
• 1.2 納米材料10-15
• 1.2.1 金屬納米材料制備方法10-12
• 1.2.2 電沉積制備納米材料12-13
• 1.2.3 納米材料的性能研究13-15
• 1.4 塑性微成形技術(shù)的研究15-17
• 1.4.1 塑性微成形技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 塑性微成形工藝未來(lái)的發(fā)展16-17
• 1.5 塑性軟模成形技術(shù)的研究17-19
• 1.6 選題意義與研究?jī)?nèi)容19-20
• 第2章 納米NI-CO箔材的脈沖電沉積法制備及高溫塑性分析20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法20-24
• 2.2.1 電沉積實(shí)驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.2.2 電解液成分21-22
• 2.2.3 電極材料以及實(shí)驗(yàn)前處理22
• 2.2.4 電沉積材料制備過(guò)程22-24
• 2.3 脈沖電沉積制備的納米晶箔材分析24-27
• 2.3.1 X射線衍射（XRD）分析24-26
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）分析26-27
• 2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）分析27
• 2.4 箔材高溫塑性分析27-34
• 2.4.1 高溫拉伸試驗(yàn)27-29
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論29-34
• 2.5 本章小結(jié)34
• 第3章 納米NI-CO箔材的微拉深成形有限元模擬34-43
• 3.1 引言34-35
• 3.2 MSC.MARC軟件介紹35
• 3.3 MARC超塑性分析模塊35
• 3.4 納米NI-CO箔材高溫陣列微拉深成形過(guò)程的有限元模擬35-42
• 3.4.1 模具幾何模型的建立35-36
• 3.4.2 有限元分析參數(shù)設(shè)置36-37
• 3.4.3 剛性凸模拉深成形有限元模擬結(jié)果及分析37-40
• 3.4.4 軟凸模（5083AL）拉深成形有限元模擬結(jié)果及分析40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 納米NI-CO箔材微陣列高溫拉深成形實(shí)驗(yàn)43-65
• 4.1 引言43
• 4.2 設(shè)備與材料43-46
• 4.2.1 模具43-45
• 4.2.2 加熱裝置與加載裝置45
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)材料45-46
• 4.3 微陣列高溫拉深成形實(shí)驗(yàn)46-49
• 4.3.1 剛性凸模拉深成形46-48
• 4.3.2 軟凸模拉深成形48-49
• 4.4 成形件測(cè)量與質(zhì)量分析49-63
• 4.4.1 工藝參數(shù)對(duì)微陣列高溫拉深成形的影響49-61
• 4.4.2 拉深件斷口分析61-62
• 4.4.3 成形件壁厚分布規(guī)律62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果69-71
• 致謝71

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王玉魁;費(fèi)翔;遲關(guān)心;王振龍;單德彬;;微沖壓模具沖模的微細(xì)電火花加工方法[A];第14屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

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本文編號(hào)：790742