T2紫銅薄板微成形摩擦尺寸效應(yīng)與潤滑研究.pdf

1、薄板微成形技術(shù)以其大批量、高效率、高精度、低成本、無污染等優(yōu)點(diǎn)引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注并得到迅速發(fā)展，在微機(jī)電系統(tǒng)、電子工業(yè)、醫(yī)療、新能源等領(lǐng)域具有廣闊的前景。然而，由于微型化的影響，產(chǎn)生了力學(xué)性能尺寸效應(yīng)和摩擦尺寸效應(yīng)，不能簡單的將宏觀板材塑性成形工藝直接應(yīng)用到薄板微成形中。
　　模具與坯料間的摩擦影響成形力、產(chǎn)品的表面質(zhì)量和幾何形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和模具的磨損等，是塑性成形的關(guān)鍵問題之一。針對(duì)薄板微成形過程中摩擦尺寸效應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究

2、，同時(shí)研究適合薄板微成形的潤滑條件，對(duì)促進(jìn)微成形工藝的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。
　　研制了基于電荷耦合器件的非接觸式應(yīng)變測(cè)量裝置，減小了接觸式測(cè)量法測(cè)量微小應(yīng)變的誤差；研究了不同尺寸 T2紫銅薄板拉伸的力學(xué)性能尺寸效應(yīng)及其對(duì)摩擦系數(shù)的影響。結(jié)果表明，隨著試樣尺寸的減小，流動(dòng)應(yīng)力和延伸率均顯著降低；力學(xué)性能尺寸效應(yīng)未對(duì)摩擦系數(shù)產(chǎn)生顯著影響，不同尺寸試樣的摩擦系數(shù)基本相同。
　　研制了適合于薄板微成形摩擦測(cè)試的滑動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，揭示

3、了干摩擦條件下工藝參數(shù)對(duì)不同尺寸 T2紫銅薄板試樣摩擦系數(shù)的影響規(guī)律，并利用掃描電鏡對(duì)試樣表面進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明，摩擦系數(shù)隨模具表面粗糙度的增加而顯著增加；隨滑動(dòng)速度的增加而略有減小，隨坯料表面粗糙度和正壓力的增加而略有增加；在相同條件下，不同試樣尺寸的摩擦系數(shù)基本相同。
　　研究了不同潤滑條件下 T2紫銅薄板微成形摩擦尺寸效應(yīng)。結(jié)果表明，在采用三種不同液體潤滑劑的條件下，摩擦系數(shù)隨試樣尺寸的減小而迅速增加。利用掃描電鏡觀察和理

4、論分析，揭示了微成形摩擦尺寸效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理?；趲靷惗?，考慮名義接觸面半徑與邊緣寬度之比，建立了微成形的摩擦模型，該模型和實(shí)驗(yàn)值十分吻合。
　　由于采用液體潤滑劑會(huì)產(chǎn)生摩擦尺寸效應(yīng)，因而選擇固體潤滑薄膜對(duì)微成形模具進(jìn)行表面改性。利用等離子浸沒離子注入裝置在模具表面分別制備了TiN、DLC和MoS2薄膜。利用原子力顯微鏡、拉曼光譜和X射線衍射對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析。利用摩擦磨損實(shí)驗(yàn)、劃痕實(shí)驗(yàn)和納米硬度實(shí)驗(yàn)對(duì)薄膜的性能進(jìn)行了分析