拉拔過程中鎂合金絲的組織演變規(guī)律研究材料成型及控制工程畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-12-14 04:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 4 頁 拉拔的特點 : 1）制品的尺寸精確，表面光滑； 2）工具和設備比較簡單，維修也很方便； 3）可連續(xù)高速的生產(chǎn)小規(guī)格制品； 4） 受安全系數(shù)的限制，道次的變形量小，很難一次性成 功的拉出所需的斷面。 圖 拉拔模具簡圖 p 制品 模子 坯料 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 5 頁 圖 拉拔模具圖 拉拔工藝的分類 拉拔按照制品的截面分為：實心材拉拔和空心材拉拔。實心拉拔主要有棒材、型材及線材的拉拔?？招牟睦?,主要有空拉、游動芯頭拉拔、長芯桿拉拔、固定芯頭拉拔、頂管法和擴徑拉拔等。 按照金屬拉拔時的溫度作為劃分線，再結(jié)晶溫度以下的拉拔是冷拔，再高于室溫低于再結(jié)晶溫度的拉拔是溫拉，再結(jié)晶溫度以上的就是熱拔。 拉拔工藝的歷程和研究現(xiàn)狀 早在公元 8～ 9 世紀，就可以通過拉拔工藝 制造出很多的金屬線。公元 12 世紀的時候，就出現(xiàn)了拉線工和鍛線工之分，拉拔加工從那時得到了確立。 20 世紀 20 年代，韋西森貝 (WeissenbeagSiebel)發(fā)明了反張力拉法，反張力作用不僅可以減少模具的磨損，同時制品的力學性能得到了提高。并且，拉絲模在此時由鐵模發(fā)展到合金鋼模，直到薩克斯 (1929)和西貝爾 (1927)兩人的見解不一樣，就出現(xiàn)了拉拔理論，之后拉拔理論得到 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 6 頁 不斷的發(fā)展，尤其是電子計算機的發(fā)展，新研究方法的使用，使拉拔的重要性體現(xiàn)出來。1955 年克利斯托佛松 (C 麗 stopherson)研制成功強 制潤滑拉拔法，使摩擦力有所減小，加工難拉拔材料，并且明顯的提高了金屬拉模的使用期限。 Wang 與 Argyropoulos 對傳統(tǒng)多邊形的截面管材冷拔工藝，通過實驗得到了自己的研究成果，利用工程的優(yōu)化原理對拉拔工藝和模具進行改進，設計出用于六邊形和方形管材的冷拔模，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量得到了明顯的改善，大大降低了制造的成本。 通過拉拔得到的制品產(chǎn)量、品種與規(guī)格都得到了很大的改善，用拉拔技術(shù)不僅能生產(chǎn)出直徑大于 米的管材，也能拉制出 的細絲，而且產(chǎn)品有良好的表面，性能也符合所需要的，拉拔制品也被應 用的越來越廣泛。 目前展開的研究需要通過以下的特點： (l)拉拔設備的自動化、連續(xù)化和高速化； (2)擴大產(chǎn)品的規(guī)格、品種，提高產(chǎn)品的精度，減少制品缺陷； (3)新的潤滑技術(shù)研究； (4)提高拉拔模具的壽命； (5)節(jié)約材料和能源，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的目的； 本次研究的主要內(nèi)容 （ 1）通過金相實驗所得到的鎂合金絲材鑲樣，在光學顯微鏡下觀察不同直徑的鎂合金晶粒結(jié)構(gòu)。 （ 3）鎂合金絲的冷變形程度對再結(jié)晶晶粒的影響。 （ 4）在拉拔時，相同原始晶粒尺寸的鎂合金絲材，它的組織演變和加工硬化以及原始晶粒尺寸 在不同變形程度時對鎂合金絲材加工硬化的影響。 （ 5） AZ31 鎂合金絲材最大變形程度和相同原始晶粒尺寸之間的關(guān)系。 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 7 頁 2 試驗方法及分析手段 實驗材料 直徑為 5mm 和 2mm 的鎂合金絲，并且 2mm是由 5mm得到鎂合金絲拉拔而成。5mm 鎂合金絲是由擠壓得到。 實驗目的 對于鎂合金絲中組織、相和第二相的元素組成進行分析，觀察不同加工工藝條件下鎂合金的組織和第二相的形貌及其分布。 實驗設備 拋光機、預磨機、光學金相顯微鏡、掃描電鏡等 . 金相鑲樣的制作 圖 樣圖 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 8 頁 （ 1）試樣截取的方向，垂直于徑向，長度不超過 8mm。 （ 2）取樣的時候注意試樣的溫度，必要時用合適溶液冷卻，以免試樣因過熱改變它的組織 . （ 3）把鑲樣粉與試劑把試樣固定住至少 3 個小時。 （ 4）通過預磨機將試樣的一個平面磨光，并將背面和側(cè)面的氧化膜磨去。 （ 5）將試樣在金相試樣拋光機上拋光，從而使拋光面變得光亮。 圖 圖 金相組織分析（ OM） 本文主要針對拉拔中的鎂合金組織的演變進行金相組織觀察，并得出規(guī)律。 （ 1）制樣 取樣時應盡可能避開有缺陷的部位，在取 樣結(jié)束后需要進行冷卻。 （ 2）研磨 冷卻后的試樣先在比較粗的砂紙上進行粗磨，獲得平整的觀察面后， 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 9 頁 再在細砂紙上打磨，以獲得光滑的磨面。 （ 3）拋光 采用粒度為 金剛石拋光膏進行拋光，以獲得光亮鏡面并且沒有劃痕為準。 （ 4）腐蝕 腐蝕劑選用苦味酸，或者 4%的硝酸溶液，腐蝕時間根據(jù)加工工藝和試樣腐蝕后的昏暗程度而定，一般為 610s。 （ 5）拍照 采用金相采集系統(tǒng)，對試樣進行光學顯微組織的觀察、并采集照片。 實驗的結(jié)果 圖片為 5mm 與 2mm 的鎂合金絲在光學顯微鏡下 200 倍 500 倍的金相照片 a)5mm 橫面 200倍 b)5mm 橫面 500倍 c)5mm 縱面 200倍 d) 5mm 縱面 500倍 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 10 頁 e)2mm 橫面 200倍 f)2mm 橫面 500倍 g)2mm 縱面 200倍 h)2mm 縱面 500倍 圖 此實驗表明 5mm 的鎂合金絲經(jīng)過拉拔成為 2mm 時橫面晶粒將會變小，縱面晶粒長度將會變大。 下圖為拉拔后不同工作距離的鎂合金絲入射電子束在試樣上寬度為 500μ m 的掃描電鏡照片 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 11 頁 WD 為 WD 為 WD 為 WD 為 圖 黃河科技學院畢業(yè)論文 第 12 頁 3 鎂合金絲材的拉拔工藝研究 實驗材料 所選用的鎂合金絲原始材料直徑為 2mm 的 AZ31 鎂合金絲材，它是由擠壓比 64 的擠壓變形得到，綜合的力學性能比較高，抗拉強度屈服強度分別為 280MPa 和 155MPa，14%的伸長率。化學成分如下表： 表 31鎂合金的化學成分 實驗方案 AZ31 鎂合金絲材需要具有細晶粒的特點，最關(guān)鍵的參數(shù)是中間退火溫度 和兩次退火之間的累積變形程度（變形程度）。如果中間的退火溫度太高，晶粒就會容易長大，這不利于最終得到細小組織；退火溫度過低就會導致部分的再結(jié)晶，就會影響到下一道次的拉拔變形；對于總變形程度在兩次退火之間的話，一般是在 30%到 45%，變形程度太大就會超出 AZ31 鎂合金絲材的所需的變形性能，拉拔的過程中將會出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象。本文的方案有兩種拉拔工藝，七次退火和六次退火兩種方式，將 2mm 擠壓態(tài)絲材拉至 ，以觀察不同拉拔工藝對
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