ZL101半固态微成形本构模型与微齿轮挤压关键技术研究

摘要

本文将半固态加工技术与微塑性成形技术相结合起来，在对半固态ZL101合金材料性能的研究基础上，利用微塑性成形技术制造出形状复杂的微型太阳轮齿轮。具体的研究内容如下：
　　1.利用等温单轴压缩实验研究了应变速率和变形温度对半固态ZL101合金材料的流动应力的影响；在Arrhenius的模型的基础上，利用 MATLAB遗传算法对半固态等温压缩实验数据进行拟合得到ZL101合金的本构模型。在DEFORM-3D有限元模拟软件平台上，采用本文建立的本构模型对压缩实验进行仿真模拟，结果显示：该本构模型在温度为570-590 oC，应变速率为0.01-0.05S?1的条件下模拟结果与实验结果吻合度较好，最大误差为8％。
　　2.设计一套由微型挤压模具、半固态二次加热温控系统、以及CMT4000万能试验机组成的微型触变挤压成形装置。在温度为555-570℃，挤压速度为0.5-2mm/min的条件下，利用自行设计的微型触变挤压成形装置挤压出了质量较好的微型太阳轮齿轮。研究了温度和挤压速度对微型太阳轮挤压成形稳态挤压载荷的影响；同时在DEFORM-3D有限元软件平台上对微型太阳轮齿轮的挤压成形过程进行了模拟。给出了挤压成形不同变形阶段的等效应变、等效应力以及速度场分布图。对压力-行程曲线进行了模拟结果与实际实验的对比，结果表面拟合的ZL101合金的本构模型具有一定的借鉴意义。
　　3.通过对太阳轮齿轮的横纵截面的显微组织图的观察，证实微型太阳轮齿轮在挤压成形过程中存在液相偏析现象。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2微成形技术的相关研究现状

1.3 半固态成形技术的相关简介

1.4 半固态微成形工艺研究现状

1.5 本课题的研究目的及内容

第二章 半固态ZL101合金触变成形本构模型的建立

2.1 引言

2.2 镦粗实验方案的设计

2.3 实验结果

2.4 半固态ZL101合金本构模型的建立及验证

2.5 本章小结

第三章 微型太阳轮齿轮半固态挤压成形装置设计及实验研究

3.1 引言

3.2 微型太阳轮齿轮挤压成形装置的设计

3.2.1 微型太阳轮齿轮挤压成形模具设计

3.3 半固态微挤压成形实验研究

3.4半固态微挤压成形载荷结果影响分析

3.5计算机仿真模拟

3.6 本章小结

第四章 半固态ZL101合金微型太阳轮齿轮挤压成形微观组织及分析

4.1 引言

4.2 半固态材料ZL101合金坯料的微观组织

4.3 微型太阳轮齿轮的显微组织及液相偏析

4.4 本章小结：

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的文章