Zr基非晶合金超塑性微成形工藝研究.pdf

1、非晶合金在常溫下、微尺度時(shí)保持有極高的力學(xué)強(qiáng)度等性能，且在其過(guò)冷液態(tài)區(qū)具有優(yōu)異的超塑性成形能力，因而被廣泛認(rèn)為是制備高強(qiáng)度微納結(jié)構(gòu)最具潛力的材料之一。本學(xué)位論文以Zr65Cu17.5Ni10Al7.5大塊非晶合金為研究對(duì)象，針對(duì)其超塑性熱壓微成形工藝進(jìn)行了研究，內(nèi)容包括：
　　 （1）采用X射線衍射分析儀、差示掃描量熱儀、力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)、熱重分析儀等，系統(tǒng)研究了Zr65Cu17.5Ni10Al7.5大塊非晶合金常溫下的壓縮斷裂強(qiáng)

2、度，過(guò)冷液態(tài)區(qū)溫度范圍以及在此溫度范圍內(nèi)的等溫氧化行為、等溫晶化行為以及單軸壓縮超塑性性能，為Zr基非晶合金的超塑性成形工藝的實(shí)施提供指導(dǎo)。
　　 （2）采用飛秒激光技術(shù)加工制備了微型齒輪金屬模具，并應(yīng)用于非晶合金的超塑性成形，成功制備了非晶態(tài)的微型零件。
　　 （3）在國(guó)內(nèi)首次研究了基于硅模具的非晶合金復(fù)雜三維微型零件成形方法。采用體硅工藝批量制備出微型硅模具，應(yīng)用于非晶合金的超塑性微成形，成功制備出非晶合金微零件。同

3、時(shí)，采用DEFORM-3D有限元軟件模擬分析了非晶合金在硅模具中的填充過(guò)程，對(duì)成形載荷和壓頭速度等參數(shù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和優(yōu)化，成功制備出模數(shù)為0.01mm、齒數(shù)為20的非晶合金微型直齒圓柱齒輪。
　　 （4）開(kāi)展了利用硅模具進(jìn)行一模多件制備非晶合金微型零件的工藝研究，包括微型硅模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)壁參數(shù)優(yōu)化、成形坯料尺寸形狀選取等。實(shí)驗(yàn)研究了采用多層硅模具制備復(fù)雜三維非晶合金微型零件的工藝方案，制備出復(fù)雜的非晶合金微型多層齒輪。