金属塑性微成形技术的理论探讨

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1、《电加工与模具》"$$%年第U期综述·专稿金属塑性微成形技术的理论探讨李凡国!，"，童国权!（!#南京航空航天大学机电学院，江苏南京"!$$!%；"#青岛港湾职业技术学院机电工程系，山东青岛"%%&$$）摘要：介绍了塑性微成形技术的发展背景及其基本特点，阐述了塑性微成形技术的研究现状，综述了尺寸效应及其对塑性微成形工艺的影响，探讨了塑性微成形技术发展过程中所面临的一些技术难点，并对其发展趋势进行了预测。关键词：微成形；尺寸效应；摩擦；材料行为中图分类号：’()$%!"#$%##"&’&’()*+,("$-&.&-/"’01)$2’&,&0

2、3*+,-./01!，"，’1./(0120-.!（!#3-.4+./5.+6789+:;1<=781.-0:+>9-.?=9:81.-0:+>9，3-.4+./"!$$!%，@A+.-；"#B+./?-1C-8D18E1>-:+1.-FG’7>A.+>-F@1FF7/7，B+./?-1"%%&$$，@A+.-）45#*-+$*：’A7H8797.:H-H78，:A7D->I/810.?-.?D-9+>>A-8->:78+9:+>9181<18J+./:7>A.1F1/;-87+.:81?0>7?，-.?-.16786+

3、7K1.:A78797-8>A-.??767F1HJ7.:181<18J+./+9/+67.#’A79+L77<<7>:1.:A7J+>81<18J+./:7>A.1F1/;-.?:A7I7;H81DF7J9<18?767F1HJ7.:-87?+9>0997?，-.?:A7H87?+>:+1.1<:A7<0:087+9H81H197-9K7FF#6)37&-8#：J+>81<18J+./；9+L77<<7>:；<8+>:+1.；J-:78+-FD7A-6+18随着微型零件的需求量不断增大，"$世纪M$有微米级的几何公差，尺寸精度小

4、于!Q。微成形年代出现了将传统塑性加工工艺应用于大批量制造技术主要适用于成形微零件和微结构零件。我国在微型金属元件的微成形技术。微成形是指以塑性加金属微成形技术方面的研究目前还处于起步阶段，工的方式生产至少在二维方向上尺寸处于亚毫米量主要是结合RSRT技术的研究，但已日益受到重级的零件或结构的工艺技术［!］。这一技术具有极视，近几年这一领域的理论和技术研究发展较快。高的生产效率和最小的材料损失。最终产品具备优!塑性微成形的尺寸效应秀的力学性能和紧公差等特点，特别适合于近净成采用塑性成形工艺成形各种微型构件时，传统形或净成形产品的大批量生产

5、。根据文献［"］的观塑性成形工艺的某些特性仍然保持不变。但是由于点，微型化产品包括微零件、微结构零件和微精度零成形件尺寸极其微小，成形件的表面积与体积的比件)类。微零件可理解为具有低于毫米级的内部特值大幅度增加，引起的“尺寸效应”使得塑性微成形征形状，而外形只有几毫米的微小零件；微结构零件工艺的某些特性与传统塑性成形工艺相比发生了很的外形在几毫米到几厘米之间，但在其一个或几个大变化。研究结果表明，尺寸效应对材料的塑性变面上嵌有微米级甚至纳米级的微细结构零件；微精形行为、流动变形规律和摩擦行为等均有较大的影度零件一般指高精度零件，其外形及内

6、部特征具响，并且几乎在所有的塑性微成形工艺中都表现出收稿日期："$$%N$)N$O明显的尺寸效应，但是随着不同加工变形方式而有第一作者简介：李凡国，男，!MPO年生，硕士研究生。所变化。—!$—综述·专稿《电加工与模具》544=年第?期到目前为止，对微成形中的尺度效应还没有一弯曲件的厚度与晶粒大小相近，试件表面仅有几个个明确完整的定义，这种状态也反映了人们对该问晶粒时，弯曲力随着弯曲件尺寸的减小而略有增大。题的认识程度。概括地讲，尺度效应就是指：在微成随着微成形件尺寸的不断减小，单个晶粒对坯形过程中，由于制品整体或局部尺寸的微小化引起料的

7、机械性能和变形行为的影响开始成为主导。由的成形机理及材料变形规律表现出不同于传统成形于晶粒机械性能的各向异性和晶粒取向的不同，导过程的现象。究其原因，目前的理解是，与宏观成形致材料成形性能的各向异性非常严重，微成形时坯相比，微成形制品的几何尺寸和相关的工艺参数可料变形不均匀，成形再现性差。/01)2()$教授领导按比例缩小，但仍有一些参数是保持不变的，如材料的研究小组采用杯杆复合挤压实验，系统地研究了微观晶粒度及表面粗糙度等。所以不能将微成形过由晶粒大小带来的尺寸效应问题［!］。程简单理解为宏观成形过程的等比微型化，且在具!0!材料行为体

8、的微成形过程中材料的成形性能、变形规律及摩［3，>］较为系统地开展了">>=年以来，1)2()$等擦等确实表现出特殊的变化。与微成形工艺相关的实验研究工作。他们发现，在判断是否存在尺度效应的标