zl101二次加热微正挤压试验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要ZL101二次加热微正挤压试验研究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

2、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：σ1.对最大单位挤压力p影响最大的是成形温度；而对最大单位挤压PS/力与挤压面积之比m2，坯料直径D和挤压直径d对其有较大的影响，PS/并且m2随着挤压直径的减小而增大。σ2.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p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PSm

3、/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PSm/2都是随着挤压比η的增加而增大；半固态区间内的最σ大单位挤压力p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第I页上海交通大学硕士学位论文摘要规律，发现：挤压温度是影响微观组织改变的关

4、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。关键词：ZL101铝合金，二次加热，微正挤压，组织演化第II页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTEXPERIMENTALSTUDYONZL101FORREHEATINGANDMICRO-FORWARD-EXTRUSIONABSTRACTAsanadvancedmetalformingtechnology,micro-fo

5、rmingtechnologyplaysaveryimportantroleinmicro-partsmanufacturing.Obvioussize-effectsinmaterialflow,yieldstress,flowingstressdifferedfrommacro-formingtechnologywilllimitthemicro-formingtechnologyextensiveusing.Therefore,toresearchanddevelopmicro-formingtechnol

6、ogyhasprofoundtheoreticalmeaningandwideapplicableperspective.Basedontheresearchanddevelopmentofmicro-formingindomesticandaboard,inthispaper,themicro-formabilityofsemisolidZL101alloyisstudiedbyusingexperimentsforreheatingandmicro-forward-extrusion.Themicro-die

7、forexperimentalstudywasdesignedandmanufactured.Theheatingdeviceandthetemperaturecontrollingsystemwereredesigned.Taguchiexperimentforreheatingandmicro-extrusionwasdoneandthefeasibilityofmicro-formingprocesswasvalidated.Relationshipbetweentheformingtemperature,

8、extrusiondiameter,ratioandthemicro-formabilityofsemisolidmetalwasstudiedwiththeresultsasbelow.σ1）Themaximumextrusionpressure(p)affectedmuchbyformingtemperatureislowerinsemisolidformingtha