摩擦条件对微镦粗流动应力波动影响.pdf

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1、模具技术2010．No．39文章编号：1001—4934(2010)03～0009—03摩擦条件对微镦粗流动应力波动影响黄佐统，申昱(上海交通大学模具CAD国家工程研究中心，上海20O030)摘要：为了研究微小尺度成形件材料流动应力波动特点，采用纯铜圆柱体，在不同的摩擦条件下进行镦粗试验，并通过测量端面显微硬度来研究应力波动情况。结果显示，在大变形和有润滑的条件下，流动应力波动较小。关键词：微成形；显微硬度；摩擦条件；流动应力中图分类号：TG30J文献标识码：AAbstract：Inordertoinvestigatethefluctuationcharacteristics

2、offlowstressdistributioninmicroforming，upsettingtestsofcoppercylinderswerecarriedoutindifferentfrictioncon-ditions，andtheflowstressfluctuationwasstudiedbymeasuringmicrohardnessofthesur—faces．Resultsshowedthatflowstressfluctuationwascomparativelysmallinconditionsoflargedeformationandgoodlubr

3、ication．Keywords：microforming；microhardness；frictioncondition；flowstress0引言和JianCaoE1_2]等通过微挤压试验研究尺度效应对成形件形状以及摩擦因数的影响。申昱[34]等通过铜圆柱体微镦粗试验研究了流动微成形技术主要用于电子、通信、医疗等领应力变形的分布特点。但摩擦条件对材料流动域。这些领域对微型零部件的精度、机械性能应力影响的研究还比较少。摩擦力作为一种边以及稳定性要求高。机加工等其他加工方式虽界条件，约束着与模具的表面接触的晶粒。研然也能生产高精度的微型零部件，但是生产成究不同摩擦条件下镦粗件

4、端面流动应力分布的本高、效率低、无法进行大规模生产。因此，需要情况，有助于了解微成形的工艺特点。研究高形状精度、高机械性能的微零件批量稳定生产的技术，而微成形技术能满足这种要求。1试验方案晶体由晶粒组成，晶体变形主要由晶粒滑移系的滑移产生。当坯料尺寸较大时，坯料内1．1镦粗试验由很多随机取向的晶粒数组成，整体上可作为均匀材料处理，随着坯料尺寸的减少，所包含的试验坯料采用直径d一0．98mrn，高度h一晶粒数目减少，晶粒的取向对坯料的变形和应1．2mm的铜圆柱。为了获得较大晶粒尺寸的坯力分布的影响更为显著。JennNeilKrishnan料，对坯料加热至800。C并保温1h，随

5、炉冷却，收稿日期：2010—02—09基金项Ifl：国家自然科学基金重点项目(50835002)；教育部博士点基金资助项目(200802480053)；上海交通大学青年教师科研启动基金(A2859B)。作者简介：黄佐统(1983～)，男，硕士研究生。模具技术2010．No．3器嘲动不仅取决于晶粒初始取向∞，还取舯决于变∞形5硬；∞形硬化，迫使∞更舯多的加晶粒∞％参舌；与踮变∞形。这时，摩∞擦∞坫惦∞％5化后晶粒变形协调的难易程度，材料变形硬化力也增大，有润滑条件的比无润滑条件的摩擦使得正在滑移变形的晶粒滑移系开动能力由易力要小，对端面晶粒的约束比较小，有利于各晶变难，从而迫使

6、更多的滑移系开动，材料变形比粒变形的均匀性，因此有利于减小显微硬度的较均匀，显微硬度变异系数均值变小，不同坯料波动；而摩擦力过大，则不利于各晶粒变形的均相同几何位置测量点的流动应力差异减小。匀性，使流动应力波动增大。测量点位置名义应变(a)i0％压下率图5名义应变一显微硬度变异系数均值曲线3结论}四对于d／D=8的坯料，随着变形量的增大，撂吲坯料流动应力波动较小。在小变形条件下，有润滑条件与无润滑条件对流动应力波动影响相差不大，在大变形条件下，润滑条件的改善有利于减小流动应力波动。(b)20％压下率参考文献：[1]Neilkrishman，JianCao，ZhongWang，

7、eta1．Microforming：Experimentalinvestigationofthe舔extrusionprocessformicropinsanditsnumeri—calsimulationusingRKEM[J]．TransationsoftheASME，2004，126(11)：642652．oi23456789IOE2]NeilKrishnan，JianCao，KuniakiDohda．Study测量点位置ofthesizeeffectsonfrictionconditionsin