SUS304不锈钢箔电流辅助微弯曲成形工艺研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qwer5458269
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随着科学技术的不断发展,微型零件被广泛地应用到电子通讯设备、航空航天和医疗器械等领域。塑性微成形技术是一种高效、低成本批量生产微型零件的工艺方法,但是该技术并不是塑性成形工艺的简单缩小,成形过程中会出现尺寸效应现象。电流辅助成形技术是指在电流作用下进行塑性加工,可以降低成形过程中的流动应力,但是作为一种多场耦合的工艺,对于其电致塑性的机理目前还没有明确的定论。回弹会严重影响板材弯曲成形中成形件的尺寸精度,本论文在SUS304不锈钢箔的拉伸和弯曲实验中引入脉冲电流,分析脉冲电流对于尺寸效应的影响以及脉冲电流对弯曲回弹的影响。本文选取了55μm、80μm、140μm、200μm四种不同厚度的SUS304不锈钢箔,通过不同的热处理温度和保温时间得到了不同晶粒尺寸的拉伸试样和弯曲试样。首先对304不锈钢箔开展了单向拉伸实验,探究了试样厚度和晶粒尺寸对材料力学性能参数的影响,引入脉冲电流,分析脉冲电流作用对拉伸过程中流动应力和尺寸效应的影响。实验结果表明,屈服强度随材料晶粒尺寸的增加而减小,随试样厚度的减小而增加,脉冲电流的引入可以削弱这种尺寸效应。其次,利用自制V型弯曲模具对SUS304不锈钢箔进行微弯曲实验,探究了晶粒尺寸、试样厚度、冲压速度、轧制方向和电流密度对弯曲回弹角以及弯曲载荷位移曲线的影响。结果表明,弯曲成形力随冲压速度的增加而减小,弯曲成形力随箔的方向变化无明显差别,冲压速度和轧制方向对弯曲回弹角无明显影响;晶粒尺寸增加或试样厚度增加均会使弯曲回弹角减小,试样厚度对回弹角的影响较大;回弹角随着电流密度的增加逐渐减小,高密度脉冲电流可以减小回弹;电流作用下晶粒尺寸和试样厚度对回弹角的影响变小。最后,根据拉伸实验和弯曲实验结果进行火焰稳定器的成形。本文设计了火焰稳定器弯曲成形模具,由于其结构比较复杂,需保证其成形尺寸精度。分别对不同晶粒尺寸、不同厚度的试样进行弯曲实验,测量其弯曲角度、裙边部分尺寸以及粗糙度,分析晶粒尺寸、试样厚度以及电流密度对火焰稳定器成形精度的影响。同时,对弯曲件的残余应力进行测量,发现厚度较小时弯曲件的表面残余应力较大;同一厚度试样,当电流密度在20A/mm~2以上时,残余应力值随电流密度的增加而减小。较高密度的脉冲电流可以改善弯曲件的应力分布状态,降低残余应力,减小回弹。
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