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ZL101二次加热微正挤压试验研究

雷晚勤  
【摘要】: 微塑性成形技术在微型零件的精确、高效和批量成形中发挥着非常重要的作用,然而出现的有别于传统宏观变形的明显的尺度效应,却限制了微成形技术的广泛运用,因此,研究和发展微成形技术具有深刻的理论意义和广阔的应用前景。 本文在对国内外微成形技术研究现状和发展趋势分析的基础上,从微塑性成形技术新型材料方向入手,结合半固态金属良好的物理性能,对半固态金属ZL101进行二次加热微正挤压试验,来探讨半固态金属的微成形工艺可行性。 针对半固态金属微正挤压工艺,设计并制造了用于试验研究的微型模具,改进了加热圈及温控系统,采用铝合金ZL101坯料,利用正交试验方法对其进行二次加热微正挤压试验,验证了半固态金属的微成形性,并研究了各挤压参数对半固态金属微成形性的影响,得出如下结论: 1.对最大单位挤压力σp影响最大的是成形温度;而对最大单位挤压力与挤压面积之比Pm /S 2,坯料直径D和挤压直径d对其有较大的影响,并且Pm /S 2随着挤压直径的减小而增大。 2.相同的变形程度下,在半固态区间内成形的最大单位挤压力σp大大低于固态热成形,挤压比为100时可减少35%;相同温度下,半固态区间内P_m /S_2与挤压比η几乎成线性正比关系,固态热成形条件下呈抛物线关系,并且P_m /S_2都是随着挤压比η的增加而增大;半固态区间内的最大单位挤压力σp波动很小,而固态热成形条件下的波动较明显,且都是在一定的范围内波动。 3.试验过程中,出现了与挤压直径尺寸相关的尺度效应,利用半固态金属触变成形成功地实现了挤压比高达400的正挤压。 对半固态金属在二次加热过程中的组织演化情况进行了初步研究,探讨了部分挤压参数对ZL101铝合金微正挤压过程中组织改变的影响规律,发现:挤压温度是影响微观组织改变的关键因素,它可以通过影响组织中的共晶相来改变微观组织结构,微小的挤压直径尺寸会影响组织的改变。 本文的研究在指导微成形工艺设计、模具设计及新材料的应用方面起到一定的作用,同时也验证了已有的成果。


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