5A06铝合金微槽道薄板件等温振动辅助成形技术研究

摘要

近年来，微电子技术快速发展，电子元器件更加小型化、高度集成化、高性能、高可靠性，其传热及散热变得更加严峻。航空航天和卫星装备正朝大乘载、高可靠、长寿命和轻量化等方向发展。其同样需要高性能的冷却装置。微槽道薄板件能够在不过分增加零件尺寸的前提下，显著增加其表面积，在换热系统方面得到越来越多的关注和应用。因其投影面积大（达数万平方毫米）、腹板薄（厚度在1mm左右）、微槽道尺寸为微米级等结构特点，目前的主要制造工艺为超精密机械加工工艺、微放电加工工艺、以及 LIGA制造工艺等。这些工艺技术要么生产效率低、要么选材苛刻、要么成本高昂，难以获得广泛的应用。微塑性成形技术因其具有产品性能高、精度好以及便于实现批量化生产等特点，因此，研究使用微塑性成形技术制造微槽道薄板件具有重要意义。
　　本文通过微圆柱高温压缩实验和板材高温拉伸实验对晶粒大小和应变速率对5A06铝合金流动应力的影响规律进行了研究，结果显示，材料的流动应力会随着晶粒尺寸的减小和应变速率的增大而显示出增大的趋势，通过表面层模型和多晶体材料细晶强化理论进行了解释。
　　对微槽道薄板件等温成形方式进行了模拟，模拟显示采用反挤压成形比正挤压成形能够有效降低成形力。但当模拟的零件特征尺寸很小时，因模拟软件不能考虑到因零件尺寸微型化而出现的尺寸效应，导致模拟结果不准确。
　　通过对坯料进行不同的热处理、变换冲头运动模式等进行微槽道薄板件等温振动辅助成形实验，系统研究了挤压方式、成形速度、坯料晶粒尺寸、坯料加工方向以及振动加载对5A06铝合金微槽道薄板件等温振动辅助成形效果的影响规律。研究发现，采用反挤压成形方式、通过减小成形速度、降低晶粒尺寸、选用加工方向与轧制方向相同的坯料、增加振动辅助加载，能明显提高梯形筋的平均充填率，改善成形效果。

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1 绪论

1.1 前言

1.2 微塑性成形技术的研究概况

1.3 等温成形技术的特点

1.4 振动辅助塑性成形技术的研究

1.5 课题研究目的及意义

1.6 本文主要研究内容

2 微槽道薄板件等温振动成形实验材料性能研究

2.1 引言

2.2 微型圆柱高温压缩实验

2.3 高温拉伸实验

2.4 本章小结

3 微槽道薄板件等温成形数值模拟

3.1 引言

3.2 DEFORM软件介绍

3.3 微槽道薄板件结构分析

3.4 梯形微槽道薄板件等温成形数值模拟

3.5 矩形微槽道薄板件等温成形数值模拟

3.6 本章小结

4 微槽道薄板件等温振动成形实验研究

4.1 引言

4.2 实验方案设计

4.3 等温成形实验研究

4.4 等温振动成形实验研究

4.5 本章小结

5 全文总结及展望

5.1 全文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文