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高强度轻型导线成形工艺及机理研究

张志豪  
【摘要】: 粉末挤压法是制取粉末冶金致密高性能材料的重要手段,国外对粉末挤压成型工艺的研究和应用已十分广泛,国内在这方面的研究则相对落后。昆明理工大学对双轮连续挤压及连续包覆的设备和工艺进行了长期的研究,取得了许多突破性的进展。论文力图在此基础上结合粉末铝基复合材料的优良性能,制备出高强轻质的粉末导线和界面结合强度高、表面质量好兼而具备铝基复合材料各项优异性能的覆层导线,以期获得工业性应用。 论文结合粉末的特性,对粉末塑性成形的机理、粉末挤压制品的强化机制、粉末表面氧化物及颗粒强化材料对粉末挤压制品的性能和成形性的影响进行了述评。对影响粉末挤压成形性能的主要参数(挤压比、温度、颗粒度、变形速率、模具入口形状以及润滑等)以及粉末包覆线成形的工艺作了定性的分析。利用文献提供的屈服准则和力学模型,运用工程法和上限法得出了具有工程意义的粉末挤压挤压力计算公式。在前期研究工作基础上,设计了粉末线材及双金属、三金属包覆材连续挤压模拟实验的模具,并采用此模具对粉末线材及包覆材在不同工艺参数下的成形作了实验性研究。 论文给出了实验过程中挤压制品的抗拉强度与挤压比、颗粒增强材料含量之间的关系,粉末挤压所需的实际挤压力与颗粒增强材料含量、挤压比、挤压速度之间的关系等。分析了粉末线材及包覆材挤压中所出现的废品及产生的原因。实验所得的铝粉末自氧化挤压线材及用Al_2O_3和SiC颗粒强化所得的线材具有高的抗拉强度和良好的导电性能。所推导的金属粉末径向挤压挤压力的计算公式,经实验验证,误差不超过±10%,满足工程要求。


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