Zr基块体非晶合金在过冷液态区微正挤压实验研究

为了研究Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金在过冷液态区内的微正挤压变形行为,采用不同尺寸非晶合金圆柱形棒料在不同长度凹模工作带下进行了微正挤压实验。实验结果表明：所选非晶合金在成形温度450℃、初始应变速率0.001～0.01s-1的条件下正挤压是可行的;随着坯料尺寸减小,其单位挤压力和挤出胀大比均增大,且挤压成形力表现出不同的变化趋势;坯料在短凹模中的单位挤压力和挤出胀大比分别大于在长凹模中的单位挤压力和挤出胀大比。     

Zr基大块非晶合金在过冷液相区超塑性成形的摩擦行为及机理研究

采用双杯挤压方法研究了成形温度、应变速率等工艺参数对Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金在过冷液相区塑性成形时模具和零件之间的摩擦行为的影响。采用有限元模拟方法获得大块非晶合金双杯挤压的摩擦因数标定曲线,有限元模拟中非晶合金的变形采用Kawamura的本构模型,将高温压缩实验的数据拟合,获得本构模型中的参数,结果表明非晶合金在过冷液相区内变形的摩擦因数在0.2~0.7之间。当应变速率较低时,随着温度的升高,摩擦因数总体上降低;而当应变速率较高时,随着温度的升高,摩擦因数先略有上升,然后急剧下降。当温度较低时,随着应变速率增大,摩擦因数显著增大,而在高温时,随着应变速率增大,摩擦因数略微有所减小。按照现代摩擦理论对非晶合金在过冷液相区内成形的摩擦机理进行了分析,认为黏着是摩擦的主导因素。     

Zr基大块非晶合金低速切削性能试验研究

为研究大块非晶合金Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10.0)Be_(22.5)的切削性能,通过使用扫描电镜对加工后合金表面和切屑形貌进行分析。结果表明:切削速度越低、切削深度越小,工件表面粗糙度值越小,切屑表面越平整,切削过程越稳定。说明在低速切削条件下,非晶合金具有较好的切削性能。     

基于硅模具的Zr基非晶合金微零件吸铸制备

基于硅模具提出了一种吸铸成形Zr基非晶合金微零件的方法。采用真空氩弧熔化吸铸炉进行了非晶合金微零件吸铸成形实验,用红外热像仪测量了合金熔液温度,发现合金熔液在1116℃下能够完全复制宽3μm、深3μm的硅方形微槽结构且具有较好的表面形貌。随后分别采用带有多型腔和双层型腔的硅模具进行了吸铸成形实验,成功制备了模数为50μm的非晶合金微齿轮零件,微零件的硬度及弹性模量分别为6.49GPa和94.9GPa。实验结果表明,基于硅模具吸铸成形Zr基非晶合金是一种制备高精度、高表面质量、高性能微零件的有效方法。     

大块非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30在过冷液相区中的性能

通过DSC实验确定了大块非晶合金Zr55A110Ni5Cu30的过冷液相区，并由等温DSC曲线得到此合金在过冷液相区中各个温度下可用于塑性加工的时间的估算公式。在前人研究的基础上，提出一种得到此合金在过冷液相区中的流动应力的新的测试方法：变应变速率压缩实验。这种方法可以由较少的试样得到较多的应力数据。这些试验为将来塑性加工中应变速率、加工温度、加工时间的选择提供了依据。     

Zr基非晶合金精密直齿轮超塑性成形试验研究

具有多种优异性能的大块非晶合金是近年来材料领域的重要研究成果之一。由于非晶合金在过冷区域表现出良好的超塑性性能,因而有望通过塑性加工的方法来获得非晶质的复杂结构精细零部件。以直径为5 mm的zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5非晶合金棒材为试验材料,采用自行设计的专用真空炉和精密模锻装置,对带轮毂的精密直齿轮(节圆直径6 mm,齿数24,模数0.25 mm)进行了超塑性成形试验。分析对比了上芯杆直接冲孔成形、下芯杆直接冲孔成形和两阶段冲孔成形三种不同工艺的成形结果。结果表明,在其他工艺参数相同的条件下,两阶段成形工艺比其余两种工艺具有更低的成形压力和较小的内孔偏心度。选用两阶段成形工艺和合理的模具结构,制备出了具有良好尺寸精度和表面粗糙度的精密齿轮。经x射线衍射分析表明,所成形的齿轮没有发生明显晶化现象,从而较好地保持了大块非晶合金材料的各种优异性能。     

块体非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30挤压工艺的试验研究

讨论了块体非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30在过冷液相区的挤压成型性能,通过对2种不同模具结构方案的对比试验,采用横向分割型挤压凹模结构的模具设计能很好反映其挤压规律。块体非晶合金挤压成型最大载荷随着挤压速度的增大而增大,同时,挤压成型表现出与块体非晶合金在过冷液相区单轴压缩相同的变化趋势。     

基于多层硅模具的Zr基非晶合金双层微小齿轮制备工艺研究

应用分层设计与制备工艺得到了具有微小多层型腔的复杂硅模具,采用坯料直径为3mm的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金为实验材料,使用自行设计的实验平台,对双层微小齿轮（大齿轮模数0.05mm,齿数36,厚度150μm;小齿轮模数0.05mm,齿数30,厚度150μm;中心轴孔直径0.8mm)进行了超塑性成形工艺研究,优化了零件成形、腐蚀脱模、飞边去除及质量分析的工艺流程。结果表明,该工艺流程合理可靠,制备出的Zr基双层微小齿轮保持了非晶态结构、形状完整、充型率高、表面质量良好。     

铝基非晶合金非晶形成能力的评价方法

铝基非晶合金的非晶形成能力差,而评价非晶的形成能力对深入研究该合金具有重要意义。本文对采用热物性参数、热力学参数、热力学—动力学参数和临界冷却速率等评价铝基非晶合金非晶形成能力的4种方法进行了分析。     

块体非晶合金超塑性微成形

非晶合金超塑性微成形技术随着微细产品的兴起而诞生,由于非晶合金在常温下微尺度时具有极高的力学性能且在过冷液态区具有显著的超塑成形能力,在制备高性能微型零件方面具有广泛的应用前景。本文论述了几种典型非晶合金的玻璃转变温度和过冷液态区宽度及其在过冷液态区的力学行为,并在此基础上,分析了不同温度和应变速率对块体非晶合金成形结果的影响;同时,概述了块体非晶合金成形工艺,指出了存在的问题并进行了发展展望。     

转向油泵定子的反挤压成型实验研究

研究了转向油泵定子的反挤压成型工艺,分析了工件产生端面高低不平以及底部缺料等缺陷的原因.通过改进凸模结构,有效地消除了这些缺陷,并找出了该类壁厚不均匀件在反挤压成型时的变形规律,为最终实现非均匀壁厚件的反挤压成型工艺的实用化提供了必要的实验依据.     

钛基非晶复合材料磨损性能研究与实验

基于钛基非晶复合材料Ti40Ni40Cu20,研究其在不同载荷条件下的摩擦磨损性能。试样在高载荷条件下具有比低载荷明显更小的摩擦系数,随载荷增加摩擦系数出现延长先降后趋于稳定的变化。复合材料试样的磨损率表现为先随载荷增大而下降,之后又重新增大的变化趋势。     

微切削镍基高温合金表面质量的研究

镍基高温合金是一种难加工金属材料,加工后表面质量很难保证。而表面质量是微切削加工追求的重要内容,其对加工后零件的耐磨性、耐腐蚀性和热传导性能都有很大的影响。在分析切削实验结果基础上,进行微切削仿真,深入研究镍基高温合金微切削时的表面质量。结果表明:微切削过程中切屑层晶粒破碎并由于产生的高温软化在前刀面形成积屑瘤,积屑瘤软化从下刀面流出,残留在加工表面形成硬点毛刺。由于微切削刀具刃口钝圆半径尺寸不能忽略,进而产生犁耕现象,即在进行微切削的过程中,钝圆前方的晶粒被刀具刃口挤压,压入加工表面,在加工表面形成凹陷。由仿真现象发现,锯齿形切屑的形成有利于减少犁耕现象。     

非晶/超微晶合金电子变压器谐波失真实验研究

针对种类繁多、特性不同的各类非晶、超微晶软磁材料的电子变压器输出信号的非线性谐波失真有着较大的差异,通过对励磁周期中磁导率变化与工作磁感应强度以及磁滞效应关系的分析,得出了输出信号的谐波失真和磁感应强度以及矩形比的关系,并拟合了近似计算总谐波失真与磁感应强度函数和提出减小谐波失真影响的办法.经测试表明磁感应强度和矩形比对总谐波失真的影响非常明显,低矩形比、高饱和磁感应强度的非晶、超微晶软磁材料可使电子变压器的谐波降低达17dB之多.     

具有高饱和磁感应强度铁基非晶合金成分的确定

为提高FeCoSiB非晶合金的饱和磁感应强度(Bs),对合金四种元素原子分数及硅、硼元素之间的配比进行了调整,研究了化学成分对饱和磁感应强度的影响,并给出了最佳配方.结果表明:在硅、硼原子分数分别为5.0%,16.0%和1.0%,14.0%的情况下,铁与钴元素含量之比在3～4附近时,合金具有高的Bs值;本试验条件下原子分数为69%Fe-18%Co-1%Si-12%B铁基非晶合金的最大Bs值可达1.76T.     

节能型非晶合金变压器的研究现状

简述了非晶变压器的优点及国内外应用情况,并对我国非晶变压器的市场进行了分析.非晶变压器相对硅钢配电变压器其空载损耗可下降60%以上,按我国年均生产配电变压器约2.4亿kVA算,每年可节电67亿kW·h,具有很大的节能效益.     

Zr基AB2型储氢合金组织结构及电化学性能的研究

采用XRD物相分析、扫描电镜分析、透射电镜分析及电化学性能测试等方法，分别对铸态及快淬态Laves相Zr基AB2型储氢合金进行了组织结构及电化学性能方面的研究，结果表明，铸态合金由C15-Laves相，C14-Laves相及非Laves相ZrgNi11(AB2-1中)、Zr(Ni，Mn)Sn0．35(AB2-2和AB2-3中)组成，AB2-1的电化学性能明显好于另外两种合金。合金经过快淬处理后，由于部分非晶化，对电极的放电容量和活化性能都有严重的不良影响。     

Zr55Al10Cu30Ni5非晶合金压痕塑性变形有限元模拟

采用DEFORM 3D软件对Zr55Al10Cu30Ni5非晶合金的(Vickers)压痕塑性变形进行数值模拟,得到压痕的尖端区域(压头尖端正下方区域)、棱区域(压头棱下方区域)、面区域(压头相邻棱之间面的下方区域)等不同区域的等效应力、应变分布.模拟结果表明,尖端区域的等效应力、等效应变要比棱区域大,而这两个区域的应力、应变比面区域大.对压痕正下方大约30 μm×30 μm范围内尖端区域、棱区域和面区域某些点进行等效应力、应变追踪,分析等效应力、应变的变化规律,发现在棱区域和面区域虽然是等距离取点但是面区域应力、应变降低的幅度要大于棱区域.这些模拟结果有助于理解Vickers压痕不同塑性变形区域存在不同晶化行为的试验事实,以认识非晶合金机械稳定性的本质.