非晶合金微反挤压工艺实验研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要随着现代社会的发展，产品微型化的趋势日趋加快，对微、小型零件的需求量也越来越大，微型化要求使微成形技术和微型模具制造成为业界研究的重点对象。非晶合金在力学、电学和磁性能方面有着独特的性能，而在过冷液相区内的超塑性粘性流动行为，恰好适应了微型化的加工要求。随着研究深入，非晶合金在微型零件的加工和应用方面，将有非常广阔的前景。本文以非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5为实验材料，参考了国内外对非晶合金的研究成果和实验方法，选择反挤压作为工艺模式，以该材料等温晶化动力学和流变性能为实验基础，选择典型的圆杯形零件作为成形对象，设计并制造微

2、模具，采用不同的实验温度，挤压速度为主要的研究工艺参数，研究Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金的在这些工艺参数下的挤压力的变化。通过实验发现，在反挤压过程中，挤压力随着温度的升高而减小，随着冲头的速度提高而增加。对成形零件进行微观分析，观察了实验前后非晶合金组织性能的变化，发现成形后材料出现纳米晶粒。采用了不同的温度控制方法并观察实验结果，发现减少材料处在高温下的时间，有利于材料成形。设计了两副不同结构的模具以研究模具结构对实验的影响，选择不同的模具材料制作冲头，发现超硬工具钢是理想的冲头材料。关键词：非晶合金微成形模具材料反挤压微模具I华中科技大学硕士学

3、位论文AbstractWiththedevelopingofthemodernsociety,theproductionminiatureisdevelopingrapidly,andthedemandquantityofthemicrocomponentisgettingmoreandmore,therequirementoftheminiaturemakesthemicro-formingtechnologyandthemicro-moldproductionemphasisstudyobjectoftheindustry.Amorphousalloyha

4、sspecialpropertiesinmechanics,electricsandmagnetic,anditssuperplasticflowbehaviorinthesupercooledliquidregion,fitstheminiatureprocessrequirements.Withthefurtherresearch,amorphousalloywillhavegreatforegroundintheprocessandtheapplicationoftheminimizedcomponent.TheamorphousalloyZr55Cu3

5、0Al10Ni5isusedastheexperimentmaterial.Theresearchproductionsandexperimentmethodsinandoutcountryareconsulted.Thebackwardextrusionisselectedastheprocessstyle.Theisothermalcrystallizationkineticsandflowbehaviorarethebasementoftheexperiment.Atypicalround-cupcomponentischosenastheforming

6、component,andthemicromoldisdesignedandmanufactured.DifferenttemperaturesandextrusionspeedsareselectedtothemainprocessparametersandtheextrusionforcechangesoftheamorphousZr55Cu30Al10Ni5arestudiedwiththeseparameters.Throughtheexperiment,inthebackwardextrusionprocess,itisfoundthatthefor

7、ceswilldecreasewhilethetemperaturerisesandforceswillincreasewhentheextrusionspeedrise.Thecomponentsaremadetomicrocosmicanalysis,andthechangesoftextureandpropertiesareobservedbeforeandafterexperiment.Itisfoundthatnanometergrainsappearafterforming.Differenttemperaturecontrolmethodsare

8、selectedtoobserveth