纯铜等通道转角挤压模具设计及数值模拟研究

发布时间：2020-11-16 04:17

　　 金属材料的许多性能,如机械性能,物理、化学性能等都受到材料晶粒尺寸的影响。细化晶粒,可以从很大程度上提高材料的性能,但由于技术水平及加工工艺的限制,在很长时间内人们只能将晶粒细化至微米级,强化效果不尽如人意。等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,简称ECAP)技术是一种通过近似纯剪切的剧烈塑性变形使金属材料的晶粒尺寸细化至纳米级的一种制备超细晶材料的一种重要手段。目前,人们已经应用ECAP技术对多种纯金属和合金进行了试验,有着重要的研究价值。本文探索的是对T2的ECAP变形,但由于在进行ECAP挤压变形时,需要较大的变形力,且铜的变形抗力也相对较大,因此对设备的要求往往较高。为降低对试验设备需求,确保试验能够连续进行,本文首先通过计算设计了一套新的挤压模具,为分析这套模具的优劣,利用Deform-3D软件进行了不同角度、不同形状的模具在挤压过程中的应力、应变状态及其挤压力进行了比较,其模拟结果表明,圆形截面试样,在其模具内角为120°时,其所需的变形力最小,其应变的均匀程度也相对较好。为了验证数值模拟结果得有效性,本文选择圆形截面,模具内角为120°的设计加工生产了模具实物,并对圆形试样进行了ECAP挤压试验,并对挤压完成后的试样进行了性能试验,试验结果表明,所生产模具能够在630kN压力机上完成直径为12mm圆形截面试样得ECAP挤压,经ECAP挤压后的试样的硬度、强度都有了明显的提高,且其提高的程度与模拟结果的应变量呈正相关关系。
【学位单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG375.41
【部分图文】：

且通过变形过程中对微观组织的有料。术，由于其强大的晶粒细化能力，级甚至是纳米级的超细晶材料，表得了较为广泛的应用。目前，可制扭转、叠轧合、多向锻压及等通道（High Pressure Torsion，由 Zhorin[7]等在著名的 Bridgeman 1-1 所示，其装置主要有模具和压头组大的压力作用；在压头转动时，压头而使试样晶粒细化。

半导体材料以及超微粉体的固结[9-12]。大量实验证明，尺寸为 100nm 左右的超细晶材料，最高可使单晶粒尺由于其原理限制只能加工圆形试样，直径限制为 10-m，这种严格的限制影响力高压扭转法在生产中的应用合技术[14]（Accumulative Roll-bonding,ARB术是与 1998 年由日本 Osak 大学 Saito 所在的研究小组铝合金和 IF 钢的超细晶块状材料。其工作原理如图 ，经表面处理后将两块板材叠合后加热并送入轧辊间原始厚度的一半，之后再次从中间剪开并重复上述操形量。为保证轧制后的板材能够顺利结合到一起，每材厚度的 50%，同时每次轧制后都要重新进行表面处

0 年代由 Salishchev 及其同事提出的[17]对块料的一种方法。多向锻压法的原理是通过多程中使晶粒因发生动态再结晶而细化；该工m为金属熔点)之间[19]，因其变形较高，并可可适用于脆性材料；且这种方法可在普通锻较低。但由于变形的不均匀性会导致获得材种金属合金以获得细化组织。] [21]是通过对块
【参考文献】

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本文编号：2885611