非晶合金微正擠壓實驗與有限元模擬.pdf

1、本文選擇Zr55Cu30Al10Ni5塊體非晶合金為研究對象，利用自制微正擠壓模具，在Zwick/Roell Z20電子材料試驗機上研究了非晶合金在過冷液態(tài)區(qū)微正擠壓變形行為，并基于Deform-3D有限元軟件對微正擠壓過程進行了數(shù)值模擬。
　　 采用銅模吸鑄方法制備得到Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金，并利用X射線衍射（XRD）和差示掃描量熱（DSC）的手段對非晶樣品的結(jié)構(gòu)和熱性能參數(shù)進行了分析，確定其過冷液態(tài)區(qū)溫度范圍

2、為411℃~497℃。
　　 選用H13熱作模具鋼作為模具材料，采用凸凹模自導向機構(gòu)、可分凹模結(jié)構(gòu)和模具整體取放的設(shè)計理念，自行設(shè)計、制造微正擠壓模具，克服了傳統(tǒng)擠壓模具系統(tǒng)不適用于微成形的缺點，提高了擠壓成形效率。
　　 基于相似性原理，在成形溫度450℃和460℃，成形應(yīng)變速率0.001~0.01s-1的條件下，采用不同尺寸（Φ2×H3、Φ1×H1.5、Φ0.5×H0.75mm）非晶合金圓柱形棒料在不同長度（1mm、

3、6.5mm）凹模中完成微正擠壓實驗。實驗結(jié)果表明：隨著非晶合金坯料尺寸減小，單位擠壓力增大，當直徑減小到Φ0.5mm時，擠壓成形力表現(xiàn)出不同的變化趨勢；成形溫度450℃時，非晶合金在短凹模中的單位擠壓力大于在長凹模中的單位擠壓力，而成形溫度為460℃時，結(jié)論相反；非晶合金坯料擠出后均有不同程度脹大，擠出脹大比為10％~36％，且隨著非晶合金尺寸減小或擠壓應(yīng)變速率的增大，坯料擠出脹大比增大，坯料在短凹模的擠出脹大比大于在長凹模的擠出脹大比