發(fā)布時間：2017-09-24 08:23

  本文關(guān)鍵詞：超聲波輔助微擠壓成形性能與微觀組織演變規(guī)律

  更多相關(guān)文章： 超聲振動 微擠壓 超聲波振幅 微觀組織 尺寸效應(yīng)

【摘要】：近年來,隨著微型零件在通訊、電子、航天航空、汽車、精密器材等行業(yè)的廣泛應(yīng)用,市場對微型化、多功能一體化的零件的需求不斷增加。凈成形或近凈成形的金屬塑性成形,例如微擠壓成形,其具有生產(chǎn)效率高,材料利用率高以及成形制品的機械性能好等優(yōu)點,為大批量的制造微型零部件提供了很好的途徑。然而由于尺寸效應(yīng)的影響,使試件的成形摩擦力變大,成形性能降低。從高頻振動在宏觀塑性成形中的應(yīng)用發(fā)現(xiàn),運用超聲振動輔助微塑性成形似乎是一個可以改善金屬微塑性成形性能的有效方法。本文根據(jù)超聲振動在宏觀成形中所表現(xiàn)出的優(yōu)點,將超聲振動與微擠壓成形相結(jié)合,研究其成形原理及尺寸效應(yīng)。通過改變擠出直徑D、晶粒尺寸L和超聲波振幅A等工藝參數(shù)進行了一系列超聲波輔助微擠壓試驗,用擠出高徑比H/D作為材料成形能力的指標,分析超聲振動對材料微成形性能和微觀組織演變規(guī)律等的影響。通過研究超聲波輔助微成形特點發(fā)現(xiàn),超聲波輔助微擠壓過程中超聲振動在坯料上產(chǎn)生的應(yīng)力疊加效應(yīng)和超聲軟化效應(yīng)是材料成形性能得到改善、成形力降低的主要原因。與傳統(tǒng)微擠壓成形對比發(fā)現(xiàn):超聲振動有助于改善材料成形性能,并且T2紫銅的微成形能力隨超聲波振幅的增大而增大,而成形力則隨之不斷降低;超聲波輔助微擠壓中的摩擦狀況也得到了改善。此外,超聲振動并未改變晶粒度和擠出直徑對坯料成形性能的影響變化規(guī)律。超聲波輔助微擠壓和傳統(tǒng)微擠壓中,相對晶粒尺寸L/D對H/D的影響規(guī)律曲線都同樣分為三個區(qū)域:當L/D≤0.15時,隨著L/D的增大,擠出直徑減小,材料流動阻力變大。變形區(qū)晶粒數(shù)的減少導(dǎo)致晶粒間變形協(xié)調(diào)能力減弱,從而降低T2紫銅成形能力;當0.15L/D≤0.4時,變形區(qū)內(nèi)的晶粒數(shù)減少至幾個,晶粒變形協(xié)調(diào)能力降至最低,以致該范圍內(nèi)H/D值最小,并且試驗重復(fù)性較差;當L/D0.4時,變形逐漸趨近單晶變形,晶界對變形的阻力降低,H/D逐漸增大。在XRD表征試驗中發(fā)現(xiàn),超聲振動有助于晶粒轉(zhuǎn)動,并且(1,1,1)晶面的織構(gòu)系數(shù)隨振幅的增大而增大。從微擠壓試件的表面形貌和微觀組織分析中發(fā)現(xiàn):較于傳統(tǒng)微擠壓試樣超聲波輔助微擠壓試樣的表面質(zhì)量明顯有所改善,但是增大振幅并沒有是使表面質(zhì)量得到進一步的改善;在超聲波輔助微擠壓成形中,坯料的外層材料流動要快于內(nèi)層,出現(xiàn)不同于傳統(tǒng)微擠壓的擠出端“端部凹型”現(xiàn)象;超聲波輔助微擠壓試件變形區(qū)的剪切帶明顯要寬與傳統(tǒng)微擠壓試件,并且剪切帶的寬度隨振幅的增大而增加。總之,利用超聲波振動輔助塑性加工的方法來提高金屬材料成形性能、精度和質(zhì)量將是微塑性加工制造值得探索的新技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：超聲振動 微擠壓 超聲波振幅 微觀組織 尺寸效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG376;TG663
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 微成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢10-13
• 1.1.1 微尺寸效應(yīng)11-12
• 1.1.2 摩擦行為12-13
• 1.1.3 微體積成形應(yīng)用研究13
• 1.2 超聲振動塑性成形理論及應(yīng)用13-16
• 1.2.1 超聲振動塑性成形的兩大效應(yīng)14-15
• 1.2.2 超聲振動體積成形應(yīng)用研究15-16
• 1.3 超聲波振動微體積成形16-17
• 1.4 研究的內(nèi)容與意義17-18
• 第二章 超聲波輔助微擠壓成形試驗及晶體變形機理18-25
• 2.1 試驗方案18-19
• 2.2 試驗裝置及模具19-20
• 2.2.1 試驗?zāi)＞叩脑O(shè)計19
• 2.2.2 試驗設(shè)備19-20
• 2.3 試驗試樣的制備20-21
• 2.4 晶體塑性變形機理21-24
• 2.4.1 單晶體塑性變形機理21-23
• 2.4.1.1 滑移22
• 2.4.1.2 孿生22-23
• 2.4.2 多晶體塑性變形機理23-24
• 2.4.2.1 多晶體塑性變形的特點23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 超聲波輔助微擠壓成形的尺寸效應(yīng)25-44
• 3.1 超聲波輔助擠壓成形原理研究25-28
• 3.2 擠出直徑對超聲波輔助微成形性能的影響28-30
• 3.2.1 擠出直徑對微擠壓成形規(guī)律的影響28-29
• 3.2.2 擠出直徑對微擠壓成形力的影響29-30
• 3.3 晶粒尺寸對超聲波輔助微成形性能的影響30-33
• 3.3.1 晶粒尺寸對微擠壓成形規(guī)律的影響30-31
• 3.3.2 晶粒尺寸對微擠壓成形力的影響31-33
• 3.4 超聲波振幅對微擠壓成形的影響33-39
• 3.4.1 超聲波振幅對紫銅微擠壓成形能力的影響33-36
• 3.4.2 超聲波振幅對紫銅微擠壓成形能力的影響36-37
• 3.4.3 超聲波振幅對紫銅微擠壓成形中摩擦的影響37-39
• 3.5 相對晶粒尺寸對超聲波輔助微成形性能的影響39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第四章 超聲波輔助微擠壓件表面形貌與微觀組織44-54
• 4.1 高頻振動對試件形貌的影響44-47
• 4.1.1 對試件表面質(zhì)量的影響44-45
• 4.1.2 對擠出試件端部的影響45-47
• 4.2 超聲波輔助微擠壓成形中材料流動的研究47-53
• 4.2.1 振幅對材料流動的影響47-50
• 4.2.2 相對晶粒尺寸對材料流動的影響50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第五章 總結(jié)與展望54-57
• 5.1 總結(jié)54-55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻57-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果63-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李凡國;童國權(quán);;金屬塑性微成形技術(shù)的理論探討[J];電加工與模具;2006年04期

2 張士宏;;金屬材料的超聲塑性加工[J];金屬成形工藝;1994年03期

3 溫彤;陳霞;;振動塑性加工及其在輕合金成形中的應(yīng)用[J];模具技術(shù);2009年01期

4 申昱;于滬平;阮雪榆;;微小尺度鐓擠復(fù)合成形研究[J];塑性工程學(xué)報;2006年01期

5 包衛(wèi)平;任學(xué)平;馬祖南;;多晶體材料的晶界強化模型研究[J];塑性工程學(xué)報;2008年03期

6 彭昊;申昱;崔振山;;微型正擠壓尺度效應(yīng)實驗研究[J];塑性工程學(xué)報;2008年06期

7 王倩;董湘懷;章海明;李河宗;申昱;;金屬箔厚向為一個或幾個晶粒時微塑性成形的本構(gòu)模型(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王傳杰;T2紫銅微擠壓尺寸效應(yīng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 唐培;A356合金微觸變成形及其超聲振動輔助機理研究[D];浙江大學(xué);2012年

，

本文編號：910360