纳米晶切屑ECAP工艺模拟及实验研究

结果表明:不同刀具前角制备的超细晶纯铜块体平均晶粒尺寸分 别为4.73um、3.54um以及4.43um,其晶粒尺寸有所增加,硬度有 所下降,这是由于实验是在400℃进行的,此温度高于纯铜再结晶 温度,纯铜发生再结晶,导致晶粒长大。(4)采用Deform-3D对孔 隙率为0.75的纯铜材料于室温进行BP-ECAP挤压,探究在不同背 压下,试样等效应变、等效应变均匀性、等效应力以及温度变化 情况,并与未施加背压时结果进行对比,得出最佳背压为50MPa; 进而在恒定背压(50MPa)情况下,研究ECAP不同温度对挤压结果 影响,得出最佳温度为400℃。
(2)对纯铜棒料进行大应变切削,将不同刀具前角所制备纳米切 屑经预挤压以及压缩挤压而成的材料进行ECAP挤压实验,探究刀 具前角以及挤压道次对ECAP块体成型效果影响,结果表明,所得 试样致密性普遍不好。实验过程中,由于某些试样挤成弯头产生 一定背压,导致致密性优于其它试样。
(3)借助EBSD观察和硬度测量等实验手段,对上述弯头试样进行 EBSD以及硬度分析。探究背压在3种不同刀具前角所获得超细晶 纯铜切屑固态成型时,对微观组织及硬度的影响,并将其结果与 对应切屑进行对比。
纳米晶切屑ECAP工艺模拟及实验研究
纳米材料相较于常规材料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能更优。大应变切削作为一种新兴 剧烈塑性变形工艺,其优势在于能够高效制备纳米晶切屑,由于 所制备切屑过于碎小,难以广泛应用于工业领域。
因而,研究纳米切屑块体成型制备方法尤为重要,剧烈塑性变形 法(SPD)对于块体成型而言效果显著,等通道转角挤压(ECAP)是 所有SPD方法中使用最为广泛且最具前景的方法,本文采用ECAP 工艺研究纳米切屑块体成型。本文对孔隙率为0.75的纯铜材料 进行ECAP Deform-3D数值模拟,探究模具结构、温度等工艺参数 对挤压效果的影响,通过实验探究,采用背压方式优化ECAP工艺, 内容如下:(1)对ECAP工艺因素进行探究,得出一组最佳摩擦系数、 挤压速度、温度值,在此情况下,探究不同模具外弧度角以及内 转角对ECAP挤压变形过程中等效应变、等效应变均匀性、温度 等性能影响,进而得出最佳ECAP工艺参数,为后续实验提供一定 指导意义。