超细晶纯钛轴类零件电流辅助微成形工艺研究

发布时间：2021-01-05 11:17

　　随着电子行业的飞速发展,人们对轻量化、微型化的追求越来越高,市场对微小型零件的需求量也随之增大。轴类零件在工业发展中占据不可或缺的地位,一般轴类零件的性能要求都比较高,其无论是在传动还是支撑方面,都会受到较大的应力,有时还需要具有较高的耐磨性和耐腐蚀性。经过剧烈塑性变形得到的超细晶纯钛材料力学性能优异,在强度方面已与普通钛合金持平,而且在应用于生物医学时,比钛合金具有更好的生物相容性和无毒性。传统轴类零件的等温锻造等方法有加热效率过低,能耗大等缺点,不符合现代绿色制造、节能制造的生产理念。本文结合纯钛材料电阻率高、导热性能差的特点,提出了采用电流辅助微成形的方法,通过对纯钛坯料直接加电流,在很短的时间内将坯料加热到成形温度,来实现快速节能的成形工艺。本课题主要研究了超细晶纯钛轴类零件电流辅助成形工艺,对纯钛材料的电流辅助微压缩变形行为进行了研究,采用有限元模拟和实际实验相结合的方法,选择出合适的电流加载方式,实现超细晶纯钛轴类零件的高质量制造。通过电流辅助微压缩试验方法探究超细晶和原始晶纯钛材料的力学性能,分析电流在压缩试样变形过程中的影响机制。研究表明,随着电流密度的增加,材料的流动... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ECAP工艺原理示意图

转进入下一道次；BA路径每次挤压后往相反方向旋转90度进入下一道次；Bc路径每次挤压后往相同方向旋转90°进入下一道次；C路径每次挤压后旋转180°进入下一道次，如图1-2所示。采用不同的工艺路线加工后的变形情况如图1-3所示[6]，可知采用ECAP工艺下的A和BA路径进行多道次挤压后，材料的变形方向主要存在于X和Y方向上；采用ECAP工艺下的C路径进行2、4、6等偶数道次的挤压后，材料的晶粒变化较小，微观组织与挤压前相比变化不够显著；采用ECAP工艺下的BC路径进行多道次挤压后，晶粒在X、Y和Z三个方向上都产生了显著的形变，晶粒的破碎程度显著，且变形更加均匀，较快的形成等轴晶。图1-2 等通道径角挤压的工艺路径[5]图1-3 四种挤压路线的剪切特性[6]针对等通道径角挤压工艺路径对材料的微观组织演变的影响规律

转进入下一道次；BA路径每次挤压后往相反方向旋转90度进入下一道次；Bc路径每次挤压后往相同方向旋转90°进入下一道次；C路径每次挤压后旋转180°进入下一道次，如图1-2所示。采用不同的工艺路线加工后的变形情况如图1-3所示[6]，可知采用ECAP工艺下的A和BA路径进行多道次挤压后，材料的变形方向主要存在于X和Y方向上；采用ECAP工艺下的C路径进行2、4、6等偶数道次的挤压后，材料的晶粒变化较小，微观组织与挤压前相比变化不够显著；采用ECAP工艺下的BC路径进行多道次挤压后，晶粒在X、Y和Z三个方向上都产生了显著的形变，晶粒的破碎程度显著，且变形更加均匀，较快的形成等轴晶。图1-2 等通道径角挤压的工艺路径[5]图1-3 四种挤压路线的剪切特性[6]针对等通道径角挤压工艺路径对材料的微观组织演变的影响规律

【参考文献】：
期刊论文
[1]TA2纯钛构件电流辅助旋压成形实验研究[J]. 王建华,毛佳新,靳凯,郭训忠.  精密成形工程. 2018(04)
[2]电流辅助钛波纹管成形温度场控制及模拟[J]. 王国峰,曹凤超,杨超,张乐陶,赵淘,张凯峰.  航空制造技术. 2017(09)
[3]Ti-6Al-4V合金双半球结构脉冲电流辅助超塑成形[J]. 李超,张凯锋,蒋少松.  稀有金属材料与工程. 2012(08)

博士论文
[1]AZ31镁合金电流辅助微成形建模及机理研究[D]. 汪鑫伟.哈尔滨工业大学 2016
[2]脉冲电流对铝基复合材料拉深变形与扩散连接的影响[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2013

硕士论文
[1]钛合金波纹管快速热成形技术[D]. 赵淘.哈尔滨工业大学 2015
[2]电流辅助热成形高强钢细长结构件的成形质量与组织控制[D]. 吴雪松.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：2958564