AZ31D鎂合金電動螺絲刀刀把等溫擠壓成形試驗

電動螺絲刀扭力控制操作使用標準

針對az31鎂合金板材室溫沖壓成形較差的特點,采用不同軋制溫度獲得鎂合金板材,使用半球形凸模脹形,繪制鎂合金室溫成形極限圖并分析軋制溫度對鎂合金板材組織和室溫成形能力的影響.發(fā)現(xiàn)az31鎂合金板材的成形性能不僅與晶粒尺寸有關,還與晶粒取向有關.基面織構的減弱可明顯提高板材的脹形性能,在基面織構強度相似的情況下,晶粒尺寸對板材的成形性能起決定性影響.

以射釘槍端蓋零件為例,設計了等溫擠壓成形工藝及試驗模具。利用deform-3d對成形進行了數(shù)值模擬,預測了零件成形力和設計了成形過程階段。在yaw-500kn微機控制電液伺服壓力試驗機上進行擠壓試驗,試驗證明,設計的成形方案合理可行。同時驗證了數(shù)值模擬分析的正確性。

試驗研究了退火溫度對az31鎂合金擠壓棒組織和織構的影響。結果表明:鑄態(tài)鎂合金擠壓后,初始強點織構向(80°,90°,0°)面聚集,主要織構組分強度提高。對熱擠壓后的az31鎂合金進行退火,可以細化晶粒,使組織均勻,300℃退火時平均晶粒尺寸5μm為最小;隨著退火溫度的升高,形變織構(80°,90°,0°)逐漸減弱,再結晶織構(0°,90°,0°)和(90°,55°,0°)逐漸增強,300℃退火之后二者均被弱化,400℃退火之后取向分布漫散度增大。

鎂合金的塑性成形性能差,因此如何實現(xiàn)鎂合金的塑性加工成形成為了一個新的技術難題。連續(xù)流變擠壓成形實現(xiàn)了鎂合金由高溫液態(tài)直接形成制品的過程,減少了工序,節(jié)約了能源。但是制品的上下表面易出現(xiàn)裂紋,出現(xiàn)裂紋的原因主要是金屬流動速度不同。為了減小和消除裂紋,可采用潤滑劑、控制擠壓速度、增大模具的定徑帶長度等措施。

依據(jù)無刷電動螺絲刀的應用特點,基于uc3843研制無刷電動螺絲刀用反激式開關電源電路,詳細講解emi濾波電路和整流電路、變壓器及開關管緩沖電路、輸出電路、電壓反饋電路和uc3843控制電路設計,并對電源進行輸出帶載時電壓調節(jié)和效率測試等實驗。結果表明,基于uc3843的無刷電動螺絲刀用開關電源輸出穩(wěn)定可靠。

通過az31b鎂合金板材高溫拉伸實驗,分別討論了成形溫度、應變速率以及各向異性對鎂合金流變的影響。實驗結果表明,溫度越高、應變速率越低,鎂合金的塑性越好;取樣方向與軋制方向成45°時,由于在此方位孿生取向因子最大,因而該方向的塑性很高,與0°方向塑性基本相同。對變形后的鎂合金進行金相組織觀察發(fā)現(xiàn),250℃時鎂合金顯微組織幾乎都是由細小的等軸晶粒組成,優(yōu)于其他溫度下的顯微組織;結合溫度對鎂合金流變的影響,確定鎂合金的最佳溫成形溫度為250℃。依據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立了兩種硬化本構模型,即fields-backofen模型和指數(shù)模型。分別將兩種模型預測結果與實驗數(shù)據(jù)對比表明,采用指數(shù)模型能更好的預測鎂合金溫成形流變應力。

介紹了用超塑擠壓與超塑焊接復合成形法生產(chǎn)鎂合金管材的技術原理,對鎂合金管材擠壓成形進行了實驗研究,并通過實驗確定了用這種方法生產(chǎn)擠壓比為12.5的az91d鎂合金管的生產(chǎn)工藝。主要工藝參數(shù)為:鎂棒預熱溫度為350～400℃,模具預熱溫度為300～350℃,壓頭平均擠壓速度為0.5mm/s。實驗結果表明,在這種工藝條件下,擠出的管子表面質量好,無氣泡、橫裂紋等缺陷。用超塑擠壓與超塑焊接復合成形管材可以實現(xiàn)連續(xù)擠壓,在不改變毛坯尺寸的情況下得到所需長度的管材,而且模具及其內殘余鎂合金重復加熱可保證模具多次使用,不用清洗。

通過數(shù)值模擬和試驗相結合的方法研究了帶法蘭的鎂合金管件的溫擠壓成形過程。模擬顯示,金屬塑性流動順利,無擠壓成形缺陷,表明模具結構合理;力學性能測試表明,成形件力學性能達到指標要求。

等通道轉角擠壓AZ31鎂合金的工藝參數(shù)影響

采用超真空磁控濺射鍍膜設備在az31鎂合金表面進行了鋁保護膜的鍍覆,利用輝光放電光譜分析和納米壓痕/劃痕試驗技術,研究了鍍層的成分和顯微力學性能隨薄膜深度的分布。結果表明,鋁鍍層在鎂合金基體表面形成,鍍層和基體之間存在混融的過渡層,鋁鍍層的表面硬度、彈性模量等高于鎂合金基體的,并隨深度增加而遞減,膜層與基體結合良好并表現(xiàn)出一定塑性,鍍鋁膜有利于鎂合金表面防護層的形成。

分析了az31鎂合金鑄軋板在200~400℃、4×10-4s-1變形條件下的空洞形核和長大機制。采用原位拉伸試驗觀察空洞形核位置和長大過程。通過電子背散射衍射技術觀察了不同變形條件下az31鎂合金鑄軋板的晶界取向差。在低溫變形條件下,空洞尺寸較小,呈圓形;在高溫變形條件下,空洞在變形過程中被拉長,其尺寸較大。空洞首先在晶界或三叉晶界處形核之后長大。az31鎂合金鑄軋板中大角晶界相對分數(shù)大于80%。尺寸小于2μm的空洞呈球形,其長大機制為擴散控制長大機制。大尺寸空洞在變形過程中發(fā)生聚合,其長大機制受塑性和超塑性擴散機制控制。

針對az31鎂合金材料,研究了在a-tig焊中單一成分的活性劑對焊縫成形的影響。試驗結果表明,與無活性劑的焊縫相比,活性劑tio2、sio2、cr2o3、cdcl2和cacl2能夠有效地增加鎂合金焊縫的熔深和深寬比。鎂合金涂敷活性劑cdcl2后焊縫接頭的微觀組織與未涂敷時焊縫接頭的微觀組織沒有明顯區(qū)別,只是前者熱影響區(qū)稍寬。未涂敷活性劑和涂敷cdcl2的試樣硬度值分布相差不大。在az31鎂合金的焊接中,活性劑cdcl2的作用效果最好。

在鎂合金az31b表面通過預鍍鋅處理后采用無機熔鹽電沉積鋁錳合金.使用sem、edx和xrd分析鍍層的表面形貌、成分和組織,采用動電位極化曲線及表面顯微硬度測量考察了鍍層對鎂合金耐蝕耐磨性的影響。結果表明,熔鹽成分、電流密度和熔體溫度等典型工藝參數(shù)對鋁錳合金鍍層的形貌、成分和組織都具有重要的影響,進而影響了鍍層的耐蝕性。鎂合金電鍍鋁錳合金后,腐蝕電位有很大的提高,而腐蝕電流密度大幅度的下降;同時鋁錳合金鍍層表現(xiàn)出很高的硬度,顯著的提高了鎂合金的耐蝕耐磨性。

當今市面上螺絲刀刀頭的設計較為簡單,螺絲刀與螺釘簡單接觸,很容易出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。通過設計電磁感應螺絲刀,使得螺絲刀頭與螺釘十分牢固地接觸。再加一個限距控制環(huán),在達到限制距離內,自動斷開電動機和電磁鐵開關,從而達到了自動控制的作用。在做出以上的改進后,上螺釘變得更加高效快捷,從而很大地提高了工作效率,適應了高速發(fā)展的社會節(jié)奏。

選擇不同的噴涂工藝參數(shù),在鎂合金表面噴涂鋁鋅絲材。采用中性鹽霧試驗,對不同工藝參數(shù)得到的涂層的耐腐蝕性進行了比較。結果表明電弧噴涂鋁鋅工藝參數(shù)對涂層質量有一定影響。試驗確定的最佳噴鋁鋅工藝參數(shù):電壓27v,噴涂電流100a,空氣壓力0.5mpa,噴涂距離100mm。

采用火焰噴涂及激光重熔工藝在az31鎂合金表面制備al合金化層,以期改善鎂合金的表面性能。采用x射線衍射儀(xrd)、掃描電鏡(sem)等材料表征手段分析了合金化層顯微組織結構特征,利用顯微硬度計測量合金化層深度方向上的顯微硬度,利用mrh3摩擦磨損實驗機測試合金化層的耐磨性能。通過陽極極化實驗評價了激光合金化組織的腐蝕性能。結果表明,az31鎂合金激光合金化層的硬度、耐磨性和耐腐蝕性能明顯提高,這歸因于合金化層中密集分布的mg2al3、mg17al12等金屬間化合物相。

采用自制的波浪型傾斜板振動裝置對az91d鎂合金半固態(tài)坯料的制備及觸變成形進行研究。結果表明,在傾角為45?,振幅1.45mm,澆注溫度630~650℃的條件下,采用波浪型傾斜板振動技術可以制備出組織優(yōu)良的半固態(tài)az91d鎂合金坯料,坯料由細小的等軸晶組成,并在二次加熱溫度為575℃、保溫時間30~60min的條件下球化理想。通過觸變鍛壓,在模具的預熱溫度為400~450℃時,制備出表面光潔、組織優(yōu)良的成品制件。觸變鍛壓時,液相流動是主要的變形方式。制品上部由于液相偏聚,硬度較低;下部由于固相的微塑性變形,硬度較高。

為了優(yōu)化鎂合金無氰預鍍銅工藝,分別探討了電流密度、溫度、ph值、時間對預鍍銅層厚度及結合強度的影響。得到的最佳電鍍工藝參數(shù)為:電流密度1.5a/dm2,溫度40℃,ph值8.5,時間20min。此時,鍍銅層的綜合性能最好。

為了研究az31鎂合金的焊接性,對az31鎂合金板進行交流鎢極氬弧(tig)焊.試驗采用x-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、光學金相顯微鏡對試樣的焊縫顯微組織進行分析,并對不同焊接電流下的試樣進行抗拉強度和硬度測試.研究發(fā)現(xiàn):隨焊接電流的增加,焊縫成形變差,晶粒逐漸粗化,同時易產(chǎn)生氣孔和裂紋等缺陷,使接頭性能降低;焊縫區(qū)由基體α-mg和附集于晶界的β-al12mg17兩相組成.結果表明:焊接電流對az31鎂合金接頭的熔池形狀及焊接質量有顯著的影響.

采用微弧氧化技術首次在az91d鎂合金表面原位制備含zro2-y2o3的復合陶瓷膜。利用esem、spm、xrd和高溫氧化等手段研究了微弧氧化膜的形貌、相組成及高溫氧化性能。結果表明,微弧氧化膜表面呈多孔結構,微孔平均直徑小于2μm,截面是由疏松層和致密層組成的雙層結構;微弧氧化膜中的主要存在相有c-zro2、t-zro2、y2o3、al2o3、mgo、mgf2和mgal2o4;在不同的加熱溫度和氧化時間下,微弧氧化膜的耐高溫氧化性能較之鎂合金基體均有顯著提高。

az31鎂合金薄板的交流鎢極氬弧焊——探討了氬弧焊工藝參數(shù)對鎂合金焊接接頭質量的影響，采用金相顯微鏡，對az31鎂合金薄板tig焊接接頭進行了微觀組織觀察、用x一射線衍射儀等分析測試手段對相組成和力學性能進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)：焊接電流為40a和45a時，焊接...