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)點引起了國內(nèi)外學者的關(guān)注并得到迅速發(fā)展，在微機電系統(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。針對薄板微成形過程中摩擦尺寸效應(yīng)進行系統(tǒng)的研究

2、，同時研究適合薄板微成形的潤滑條件，對促進微成形工藝的發(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)變測量裝置，減小了接觸式測量法測量微小應(yīng)變的誤差；研究了不同尺寸 T2紫銅薄板拉伸的力學性能尺寸效應(yīng)及其對摩擦系數(shù)的影響。結(jié)果表明，隨著試樣尺寸的減小，流動應(yīng)力和延伸率均顯著降低；力學性能尺寸效應(yīng)未對摩擦系數(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試的滑動實驗裝置，揭示

3、了干摩擦條件下工藝參數(shù)對不同尺寸 T2紫銅薄板試樣摩擦系數(shù)的影響規(guī)律，并利用掃描電鏡對試樣表面進行了觀察。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)生機理?；趲靷惗桑紤]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，該模型和實驗值十分吻合。
　　由于采用液體潤滑劑會產(chǎn)生摩擦尺寸效應(yīng)，因而選擇固體潤滑薄膜對微成形模具進行表面改性。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射線衍射對薄膜的結(jié)構(gòu)和成分進行了分析。利用摩擦磨損實驗、劃痕實驗和納米硬度實驗對薄膜的性能進行了分析