微成形技术在塑性加工中的应用研究

快速增长的MEMS市场为微系统工程提供了广阔的发展和应用空间,对微金属零件的需求也日益增多,结合微成形技术和传统塑性加工方法,可以提高微零件精度和生产率,实现批量生产,但是也对微成形技术和塑性加工提出了新要求.尺度效应的影响使得微塑性成形成为一个全新的领域,传统的塑性加工理论无法继续使用.本文在介绍微成形概念的基础上、对其在塑性加工中的应用、进展以及研究方法进行了分析总结,并阐述了相关的关键技术.     

微细塑性成形研究进展

随着计算机集成技术和微机电系统 (MEMS)的迅速发展 ,微细塑性成形技术作为一种微细加工技术正在发挥着越来越重要的作用。与传统的宏观塑性加工不同 ,微细塑性成形不但加工对象尺寸小 ,要求精度高 ,而且在加工过程中材料所表现出来的性质与宏观加工相比也有许多不同之处 ,尺度效应将会发生。本文系统地介绍了微细塑性成形技术产生的背景 ,阐述了微细塑性成形技术的研究现状 ,探讨了微细塑性成形技术发展过程中所面临的一些技术难点、微细塑性成形理论研究的发展方向和技术应用前景。     

精密微塑性成形技术的现状和发展趋势

随着微/纳米科学与技术的不断发展,以形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微型机械系统(MEMS)受到人们高度重视,MEMS技术的发展对微型构件的微细加工技术带来挑战。文章介绍了塑性微成形技术的发展背景及其基本特点,综述了微成形的基本问题、微型零件成形工艺以及成形设备、数值模拟等方面的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。     

微塑性成形技术及其力学行为特征

以微塑性成形工件尺寸微小化后尺寸效应的本质性特征为基础,分析了材料流动规律的尺寸效应、成形过程中的接触摩擦问题、温度效应等力学行为,讨论了工件的尺寸精度控制和成形设备选择等工艺技术问题,以及有限元模拟现状,进一步探讨了微塑性成形技术未来发展的基本方向。     

电磁微成形技术研究进展

随着塑性微成形特征尺寸进一步缩小,材料种类不断扩大,单纯依靠模具施加载荷的方法已经越来越难以制备出满足尺寸精度和使用性能要求的微型三维构件,亟需探索新的塑性微成形新原理、新方法和新工艺。电磁微成形技术是一种利用载流导体在磁场中受到洛伦兹力而变形的高应变速率成形方法,能够有效克服微成形过程中成形性能下降、尺寸精度难以保障等问题,具有拓展塑性微成形应用领域的巨大潜力。首先从电磁成形技术的原理与特点出发,介绍了电磁成形过程中高应变速率效应对材料性能的特殊作用,然后综合分析了微成形过程中尺度效应对材料力学行为和成形性能的影响规律及相关机制,详细评述了电磁微成形技术在金属超薄板冲压以及金属表面微纳结构压印中的优势与不足,最后总结并提出了电磁微成形技术在理论和工艺方面所面临的机遇与挑战。     

轻合金电致塑性成形技术研究进展

轻合金室温难变形的特性在一定程度上限制了其广泛应用,而电致塑性成形技术在提高轻合金塑性、解决其成形性能差等方面具有较大优势。在传统金属材料电致塑性效应研究基础之上,综述了铝、镁、钛等典型轻合金电致塑性成形机理的研究进展,并对电致塑性成形工艺应用的研究情况进行了介绍。总结了轻合金电致塑性成形机理及应用研究的不足。     

板材脉冲激光微冲击成形技术及研究现状

激光微冲击成形是利用脉冲激光作用于材料时引起的等离体爆轰波的冲击作用,使超薄板材产生塑性变形的新技术,可以用于微弯曲、微拉深、微胀形等。文章介绍了脉冲激光微冲击成形技术的原理和特点,概括了激光微冲击成形的影响因素和有限元模拟关键技术,从激光诱导冲击波、板材变形机制、冲击后材料力学性能和微观组织变化等方面,综述了激光微冲击成形技术的研究进展,并对其发展趋势进行展望。     

镁合金塑性成形技术研究进展

综述了镁合金塑性成形技术的研究现状,介绍了镁合金挤压、轧制、锻造、板料成形的成形特点及最新研究进展,探讨了关于镁合金塑性成形领域亟待解决的问题,展望了镁合金塑性成形技术的发展方向。     

微成形技术发展现状

随着产品微型化趋势的加强和现代加工业迅猛发展,国内外专家和学者对微成形展开了广泛而深入地研究,其理论与技术不断被创新,并走向成熟.本文介绍了近年来微成形技术发展现状并进行了总结.     

金属塑性微成形技术的理论探讨

介绍了塑性微成形技术的发展背景及其基本特点,阐述了塑性微成形技术的研究现状,综述了尺寸效应及其对塑性微成形工艺的影响,探讨了塑性微成形技术发展过程中所面临的一些技术难点,并对其发展趋势进行了预测。     

尺寸效应对黄铜镦粗微成形影响规律的研究

微成形是微细加工技术群体中的一项技术。由于尺寸效应的影响，微成形比传统的塑性成形更为复杂。零件微型化导致的尺寸效应，使传统的塑性加工工艺不能直接应用于塑性微成形。在微成形过程中材料不能再被看作是均质的，且材料的流动变形规律由于尺寸效应的影响而表现得非常敏感。以H62黄铜（直径0．5～4．0mm）进行室温镦粗实验的结果表明：由于尺寸效应的影响，随着试样尺寸等比例减小，材料的流动应力呈明显的减小趋势，采用表面层模型对实验结果给予了详细深入的理论探讨。     

超声加工技术研究进展

超声加工技术依靠瞬时高频振动撞击对工件断续加工,具有极强切削能力的同时,具有较小的宏观切削力,主要用于硬脆材料的精密加工,能提高加工精度和表面质量。首先,阐明了超声加工技术的基本原理及其基本应用范围。其次,综述了超声辅助切削加工技术的研究进展,着重论述了超声辅助铣削净切削时间模型的建立以及模型正确性验证,总结了加工参数对刀具运动轨迹、工件表面质量的影响,阐明了椭圆振动切削能有效抑制切削颤振带来不利影响的原因;探讨了超声辅助磨削技术在加工非金属和金属材料时,对表面质量以及工件表面温度分布的影响;综述了超声辅助钻削技术的切削力和进给速度与普通钻削参数的比较。再者,介绍了超声波加工技术的新发展方向,包括三维椭圆超声振动切削技术、超声ELID复合磨削技术、超声EDM复合加工技术、超声辅助抛光的工作原理及最新研究趋势和能实现的试验效果。最后,总结了目前对超声加工技术及超声辅助或复合技术的研究。     

磁流变抛光技术的研究进展

磁流变抛光技术具有加工面形精度高、表面粗糙度小、加工过程易于控制、表面损伤小、加工过程中不产生新的损伤等优秀特点,因此多应用于加工要求高的精密和超精密领域,最常应用于光学加工方面。综述了磁流变抛光技术材料去除数学模型的建立进展,论证了该模型的正确性,总结出该基本模型具有通用性,模型能够适用于平面和凸球面等形面加工中,此外,对实现计算机控制抛光过程的准确性具有指导意义。概述了磁流变抛光工艺实验进展,总结磁流变抛光影响抛光效果的主要因素是磁场强度和磁场发生装置,在优化工艺参数组合下能够达到纳米级表面,能够消除亚表面损伤,还能够用以加工各种复杂形面等。就目前磁流变抛光技术的发展新方向作以总结,包括集群磁流变抛光技术、组合磁流变抛光技术以及磁流变-超声复合抛光技术,介绍这几种加工方法的工作原理以及能够达到的实验效果。最后对现阶段磁流变抛光技术中存在的问题做出总结,并针对各个问题提出相对应的思考和展望。     

半固态制浆(坯)工艺研究新进展

概述了半固态金属制浆(坯)工艺的研究新进展。半固态加工技术的发展趋势是进一步简化工艺、提高生产效率、降低加工成本、扩大其应用范围。主要介绍了近几年在半固态浆(坯)料制备过程中提出的几种新工艺和新技术。其中有液相线铸造法、倾斜板法、熔体分散混合法、低过热度浇注和弱(行波)电磁搅拌复合制浆技术、熔体处理+双向电磁搅拌复合制浆技术、自孕育铸造法。     

铱电镀工艺的简介与展望

介绍了铱电镀工艺中的铱盐制备、基材选择、镀液成分、镀覆条件、镀液维护及贵金属铱的回收、镀层性能等方面的研究现状,阐述了其在工业中的应用,并展望了其今后的发展趋势.     

激光熔覆技术研究进展

激光熔覆技术是一种先进的材料表面改性技术,具有稀释率小、熔覆层组织致密、涂层与基体结合良好及工作环境无污染等优点。从激光熔覆喷头、激光熔覆工艺、激光熔覆材料、激光熔覆技术的工业应用这4个方面,综述了激光熔覆的研究进展。其中,在激光熔覆喷头方面,介绍了激光光斑的种类及转换原理和熔覆材料的引入方式,总结了激光束与粉束的耦合模式和熔覆喷头的种类,包括旁轴送粉熔覆喷头、光外同轴送粉喷头、光内同轴送粉喷头以及特殊工况下的熔覆喷头。在激光熔覆工艺方面,阐述了工艺参数对熔覆层宏观形貌和组织性能的影响,总结了激光熔覆复合工艺的辅助加工方法,论述了超高速激光熔覆新工艺的原理及技术优势,并介绍了激光熔覆过程控制的研究进展。在激光熔覆材料方面,阐述了熔覆材料的种类及增强相的添加方式。在激光熔覆技术的工业应用方面,介绍了激光熔覆技术在矿山机械、模具再制造以及铁路修复等领域的应用。最后对激光熔覆技术的发展趋势及应用前景做出了展望。     

微精密铸造工艺研究进展

三维复杂形状的金属微构件的微细加工一直是微机械研究的重点和热点，近年来涌现出许多的加工工艺，比较而言，微精密铸造工艺在高效制备三维复杂形状的微构件方面具有十分独到的优势。文中从微精密铸造工艺、合金、铸型材料及相关理论等几个方面综述了国外基于熔模铸造的微精密铸造工艺的发展现状，并讨论了现有微精密铸造工艺的不足，提出了微精密铸造工艺的发展方向，同时，对作者在金属型微精密铸造工艺方面的研究作了简要的介绍。     

复合涂层技术研究进展

介绍了钢、有色金属和复合材料表面复合涂层技术工艺方法;概述了料浆法、喷涂法和包埋法等方法,分析了温度、时间、稀土氧化物等对复合涂层性能的影响。     

激光熔覆技术的研究进展

激光熔覆技术是一种经济实用的表面处理技术,具有冷却速度快、工件畸变小、原料消耗少、过程易于实现自动化等优点。本文从背景、基本原理、研究现状等方面对激光熔覆做了较为详尽的阐述。在其研究现状中,主要从熔覆层材料、工艺种类、工艺参数等几方面综述了激光熔覆技术的研究进展;其中,对激光熔覆材料体系做了重点阐述,比较了三种自熔性合金粉末体系的优缺点。最后,指出了激光熔覆技术现存的主要问题以及未来的主要研究方向。