冷拉伸滚压成形零件材料性能研究

论文摘要

“冷拉伸滚压”成形是在常温条件下,对台阶轴、回转体杆状零件在径向滚压的基础上,辅之以轴向拉伸,以“拉伸—滚压”复合加载方式,最终实现零件的塑性成形的一种净成形方法。相关课题《冷拉伸滚压精密成型技术基础研究》已获国家自然科学基金项目支持,《冷拉伸滚压精密成形技术及装备》已获贵州省重大科技专项项目支持。研究表明,材料经过“冷拉-伸滚压”成形后,强度、硬度和疲劳寿命有很大幅度提高。然而在成型过程中拉伸、滚压的不同参数组合对成型后的材料性能有一定的影响。为了找到一种最合适的参数组合,本文通过对多组不同材料的试件进行了大量的相对应的不同工艺参数的拉伸-滚压加工,通过静拉伸、疲劳、表面残余应力检测和金相组织观察等试验对不同工艺参数下拉伸滚压成形后材料的力学性能进行了对比分析。研究表明:拉伸滚压后材料的强度、疲劳寿命、零件表面质量和塑性等力学性能的提高程度与加工时的工艺参数存在很大程度的关联,通常我们以施加75%左右的拉应力与材料本身屈服极限比的辅助拉力为宜。了解了他们之间的关系并在以后的生产过程中用以指导,“冷拉伸-滚压”技术可望成为一种通用性的塑性加工成形方法加以推广应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 金属塑性成形及其对材料性能的影响
• 2.1 金属的塑性变形机理
• 2.1.1 单晶体的塑性变形
• 2.1.2 多晶体的塑性变形
• 2.1.3 晶界对塑性变形过程的影响
• 2.2 金属塑性变形对材料性能的影响
• 2.2.1 金属材料性能概述
• 2.2.2 金属冷塑性成形对材料组织和力学性能的影响
• 第三章 冷拉伸滚压成形技术
• 3.1 冷拉伸滚压成形的力学基础
• 3.1.1 滚压技术
• 3.1.2 冷拉伸滚压成形技术的提出
• 3.1.3 冷拉伸滚压成形技术的力学基础
• 3.1.4 冷拉伸滚压成形的力学分析
• 3.2 冷拉伸滚压成形试验设备简介
• 3.2.1 冷拉伸滚压成形过程分析
• 3.3.2 冷拉伸滚压成形试验设备结构组成
• 3.3 冷拉伸滚压成形技术对材料力学性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 实验研究方法及结果分析
• 4.1 实验方案
• 4.1.1 实验过程
• 4.1.2 试件材料的选取
• 4.1.3 试件规格
• 4.2 冷拉伸滚压实验
• 4.2.1 实验设备
• 4.2.2 试验工艺参数
• 4.2.3 实验结果与分析
• 4.3 单向静拉伸试验
• 4.3.1 试验准备
• 4.3.2 试验结果及分析
• 4.4 疲劳试验
• 4.4.1 实验设备
• 4.4.2 实验参数的确定
• 4.4.3 试验结果及分析
• 4.5 表面残余应力检测
• 4.5.1 实验设备
• 4.5.2 实验参数
• 4.5.3 检测结果及分析
• 4.6 金相组织观察
• 4.6.1 实验目的
• 4.6.2 金相样品的制备
• 4.6.3 金相组织观察
• 4.7 分析与讨论
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录