本文關鍵詞：電液顫振對金屬冷擠壓成形件晶粒細化的影響

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【摘要】：冷擠壓成形技術作為一項先進加工技術,由于其具有高精度、高效率、優(yōu)質、低耗等很多優(yōu)點,因此廣泛應用于各類機械制造行業(yè)。然而在長期的生產(chǎn)實踐中,冷擠壓成形技術的缺點也表現(xiàn)出來:被擠壓件的金屬材料成形力較大,模具使用期限短,同時對擠壓出合格產(chǎn)品需要的冷擠壓設備要求較高。因此,為了解決上述不足,擠壓出優(yōu)質產(chǎn)品,本課題組提出了一種電液顫振輔助冷擠壓成形工藝,設計了電液顫振冷擠壓實驗平臺,研究結果表明:添加顫振激勵后,金屬成形力降低約10%,金屬流線分布更加合理,金屬組織更加致密。已有的研究表明,細化金屬材料內部晶粒組織能夠提高材料的綜合力學性能,提高產(chǎn)品的質量,本文將進一步研究電液顫振對金屬內部晶粒組織的影響。本文采用正擠壓的方式擠壓軸套類零件作為研究對象,將振動激勵信號引入冷擠壓成形中,通過實驗研究,對比分析在傳統(tǒng)冷擠壓加工與施加顫振冷擠壓加工下成形零件內部晶粒組織的變化及微觀組織的演變過程。具體研究內容如下:1.從微觀機理、塑性變形方式及多晶體塑性變形的特點闡述了金屬塑性成形機理。從體積效應方面進行闡述了金屬振動成形機理。介紹了冷擠壓加工的晶粒細化機制,從微觀角度講解了晶粒的細化過程。闡述了冷擠壓加工對多晶材料的晶界強化機制,以及施加顫振后的改變。為后續(xù)的實驗研究作了充足的理論依據(jù)。2.根據(jù)本文的研究內容,設計了一種包括模具結構、電液式顫振激勵系統(tǒng)及實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電液式顫振冷擠壓實驗平臺,并且具體介紹了整個加工系統(tǒng)的工作原理。3.搭建實驗平臺,設計實驗方案,分別在傳統(tǒng)冷擠壓加工與施加顫振(不同顫振參數(shù))冷擠壓加工下進行實驗,擠壓出成形零件—軸套,然后對成形件進行試樣制備,借助金相顯微鏡和透射電子顯微鏡,對比分析在傳統(tǒng)冷擠壓加工與施加顫振冷擠壓加工下成形零件(不同區(qū)域)內部晶粒的變化以及演變過程,從位錯角度分析電液顫振冷擠壓加工晶粒細化機制。結果表明,在施加顫振后,成形零件內部晶粒得到了細化,晶粒變得更加細長,而且在一定頻率范圍內,隨著頻率的增加,細化程度增加。這表明電液顫振使得金屬冷擠壓塑性成形變得更加劇烈,提高了金屬晶粒細化程度。
【關鍵詞】：冷擠壓 電液顫振臺 模具 晶粒細化 位錯
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG376.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題來源10
• 1.2 選題的背景與意義10-11
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 振動塑性成形研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.2 振動塑性成形影響機理研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 金屬塑性成形過程中晶粒及位錯變化研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文的研究內容17-18
• 1.5 本文技術路線18-19
• 1.6 本章小結19-20
• 第2章 金屬振動塑性成形原理、晶粒細化機制及位錯理論20-30
• 2.1 金屬塑性成形機理20-23
• 2.1.1 塑性變形的方式20-22
• 2.1.2 多晶體塑性變形的特點22-23
• 2.2 金屬振動塑性成形機理23-24
• 2.3 冷擠壓加工的晶粒細化機制24-25
• 2.4 冷擠壓成形過程中位錯的行為25-27
• 2.4.1 位錯的交割25
• 2.4.2 位錯的增殖25-26
• 2.4.3 位錯的塞積26-27
• 2.5 電液顫振冷擠壓加工對多晶材料的晶界強化機制27-29
• 2.6 本章小結29-30
• 第3章 振動激勵冷擠壓加工實驗臺與擠壓工藝設計30-44
• 3.1 冷擠壓加工系統(tǒng)30-32
• 3.1.1 擠壓機設備30-31
• 3.1.2 擠壓模具設計31-32
• 3.2 振動實驗平臺設計32-37
• 3.2.1 振動臺結構設計32-34
• 3.2.2 2D激振閥結構34-35
• 3.2.3 液壓泵站35-36
• 3.2.4 振動激勵系統(tǒng)的工作原理36-37
• 3.3 振動擠壓實驗臺控制系統(tǒng)及工作原理37-40
• 3.4 電液顫振冷擠壓加工實驗系統(tǒng)40-41
• 3.5 擠壓成形工藝設計41-42
• 3.5.1 毛坯球化退火處理41
• 3.5.2 毛坯表面處理與潤滑41-42
• 3.6 本章小結42-44
• 第4章 實驗研究與結果分析44-62
• 4.1 實驗方案設計和試樣制備44-46
• 4.1.1 實驗方案設計44-45
• 4.1.2 試樣制備45-46
• 4.2 實驗結果與分析46-53
• 4.3 電液顫振冷擠壓加工晶粒細化機制53-60
• 4.3.1 晶粒細化建模分析54-57
• 4.3.2 電液顫振冷擠壓加工晶粒細化實驗分析57-60
• 4.4 本章小結60-62
• 第5章 總結與展望62-64
• 5.1 總結62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-70
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果70

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本文編號：912582