微成形中金属材料韧性断裂行为研究综述

微成形技术在成形过程中,韧性断裂是经常出现的主要缺陷之一,极大地影响了微型零件的成形质量.在微介观尺度的变形过程中,由于尺寸效应的影响,传统的塑性变形以及韧性断裂理论不能完全应用于微介观尺度下金属材料的成形预测,尺寸效应对微介观尺度塑性变形和韧性断裂行为有着显著的影响.对当前微介观尺度下的塑性变形及断裂理论进行了综述,...     

多应变速率下尺寸效应对黄铜微尺度塑性变形本构及损伤演化的影响

准静态微尺度塑性变形中,特征尺寸效应与晶粒尺寸效应会直接影响韧性断裂的应变能及断裂强度,其直接原因是由于表面层自由晶粒所占比例随着样品尺寸的缩小或晶粒尺寸的增大而逐渐增加从而影响流动应力。在高应变速率下,特征尺寸效应和晶粒尺寸效应对金属流动应力和损伤的影响则较少被提及。通过分离式霍普金森压杆试验得出高应变速率下黄铜微尺度等温流动应力,以Johnson-Cook本构模型为基础构建了包含尺寸系数的微尺度高应变速率本构模型,并将其与Freudenthal非耦合断裂准则相结合,提出了多应变速率微尺度混合损伤模型,量化了不同应变速率下特征尺寸效应及晶粒尺寸效应对金属损伤的影响,为飞刀切削样品表面改善提供了理论依据。     

T2紫铜微传动件精密体积成形研究

目的 研究微传动件的体积成形过程,以制备出尺寸精度更高、力学性能更优的微传动件。方法 通过单向压缩试验,研究晶粒尺寸、加载速度、成形温度对T2紫铜力学性能的影响规律。通过微模锻试验,研究不同退火态试样对微齿轮填充性能的影响,以及成形温度对微齿轮尺寸精度和力学性能的影响。利用光学显微镜、超景深显微镜、扫描电子显微镜对材料组织、模具质量和成形结果进行表征。结果 随着退火温度的升高,T2紫铜的晶粒尺寸逐渐增大,维氏硬度逐渐降低。在微齿轮填充过程中存在明显的填充尺寸效应,600 ℃退火态试样填充效果最好。高温模锻获得的微齿轮齿顶圆平均直径为2 800.9 μm,与理论值2 800 μm仅相差+0.9 μm,而常温模锻获得的微齿轮齿顶圆平均直径为2 761.2 μm,与理论值2 800 μm相差?38.8 μm。与常温模锻成形的微齿轮相比,高温模锻成形的微齿轮尺寸精度得到了极大提高,但硬度出现了不同程度的降低。结论 随着晶粒尺寸的增大、加载速度的降低和成形温度的升高,T2紫铜的流动应力逐渐降低。600 ℃退火态试样填充性能最好,高温模锻可以成形出尺寸精度更高的微传动件,但其力学性能有所降低。最后,成功装配出可以平稳传动的微传动装置。     

伺服拉深成形粘模行为及粘模抑制研究

粘模磨损是一种常出现在金属板料拉深工艺过程中的成形缺陷，为了进一步探究能够有效抑制粘模磨损的新方法，对金属板料拉深粘模磨损问题的产生机理进行了详细阐述和深入分析，对现有粘模磨损的表征以及仿真等方面的研究工作和实验结果进行了总结。相关的结论表明，基于Archard理论磨损模型的有限元仿真分析能够较好地反映拉深过程中的粘模磨损问题。随后，对防治粘模磨损和伺服曲线模式优化的相关研究进展进行了归纳总结和对比分析，深入探讨了粘模磨损的产生原因以及不同防治措施的优势与不足。最后，基于伺服压力机提出了优化拉深行程曲线模式以减少拉深时产生的粘模磨损问题的方法，并详细地分析了此方法在改善粘模磨损问题上的优势及可行性，为粘模磨损领域的研究提供了借鉴。