拉拔过程中镁合金丝的组织演变规律研究材料成型及控制工程毕业论文

拉拔过程中镁合金丝的组织演变规律研究材料成型及控制工程毕业论文内容摘要：

4 页 拉拔的特点 : 1）制品的尺寸精确，表面光滑； 2）工具和设备比较简单，维修也很方便； 3）可连续高速的生产小规格制品； 4） 受安全系数的限制，道次的变形量小，很难一次性成 功的拉出所需的断面。 图 拉拔模具简图 p 制品 模子 坯料 黄河科技学院毕业论文 第 5 页 图 拉拔模具图 拉拔工艺的分类 拉拔按照制品的截面分为：实心材拉拔和空心材拉拔。 实心拉拔主要有棒材、型材及线材的拉拔。 空心材拉拔 ,主要有空拉、游动芯头拉拔、长芯杆拉拔、固定芯头拉拔、顶管法和扩径拉拔等。 按照金属拉拔时的温度作为划分线，再结晶温度以下的拉拔是冷拔，再高于室温低于再结晶温度的拉拔是温拉，再结晶温度以上的就是热拔。 拉拔工艺的历程和研究现状 早在公元 8～ 9 世纪，就可以通过拉拔工艺 制造出很多的金属线。 公元 12 世纪的时候，就出现了拉线工和锻线工之分，拉拔加工从那时得到了确立。 20 世纪 20 年代，韦西森贝 (WeissenbeagSiebel)发明了反张力拉法，反张力作用不仅可以减少模具的磨损，同时制品的力学性能得到了提高。 并且，拉丝模在此时由铁模发展到合金钢模，直到萨克斯 (1929)和西贝尔 (1927)两人的见解不一样，就出现了拉拔理论，之后拉拔理论得到 黄河科技学院毕业论文 第 6 页 不断的发展，尤其是电子计算机的发展，新研究方法的使用，使拉拔的重要性体现出来。 1955 年克利斯托佛松 (C 丽 stopherson)研制成功强 制润滑拉拔法，使摩擦力有所减小，加工难拉拔材料，并且明显的提高了金属拉模的使用期限。 Wang 与 Argyropoulos 对传统多边形的截面管材冷拔工艺，通过实验得到了自己的研究成果，利用工程的优化原理对拉拔工艺和模具进行改进，设计出用于六边形和方形管材的冷拔模，生产效率和产品的质量得到了明显的改善，大大降低了制造的成本。 通过拉拔得到的制品产量、品种与规格都得到了很大的改善，用拉拔技术不仅能生产出直径大于 米的管材，也能拉制出 的细丝，而且产品有良好的表面，性能也符合所需要的，拉拔制品也被应 用的越来越广泛。 目前展开的研究需要通过以下的特点： (l)拉拔设备的自动化、连续化和高速化； (2)扩大产品的规格、品种，提高产品的精度，减少制品缺陷； (3)新的润滑技术研究； (4)提高拉拔模具的寿命； (5)节约材料和能源，提高产品质量和生产率的目的； 本次研究的主要内容 （ 1）通过金相实验所得到的镁合金丝材镶样，在光学显微镜下观察不同直径的镁合金晶粒结构。 （ 3）镁合金丝的冷变形程度对再结晶晶粒的影响。 （ 4）在拉拔时，相同原始晶粒尺寸的镁合金丝材，它的组织演变和加工硬化以及原始晶粒尺寸 在不同变形程度时对镁合金丝材加工硬化的影响。 （ 5） AZ31 镁合金丝材最大变形程度和相同原始晶粒尺寸之间的关系。 黄河科技学院毕业论文 第 7 页 2 试验方法及分析手段 实验材料 直径为 5mm 和 2mm 的镁合金丝，并且 2mm是由 5mm得到镁合金丝拉拔而成。 5mm 镁合金丝是由挤压得到。 实验目的 对于镁合金丝中组织、相和第二相的元素组成进行分析，观察不同加工工艺条件下镁合金的组织和第二相的形貌及其分布。 实验设备 抛光机、预磨机、光学金相显微镜、扫描电镜等 . 金相镶样的制作 图 样图 黄河科技学院毕业论文 第 8 页 （ 1）试样截取的方向，垂直于径向，长度不超过 8mm。 （ 2）取样的时候注意试样的温度，必要时用合适溶液冷却，以免试样因过热改变它的组织 . （ 3）把镶样粉与试剂把试样固定住至少 3 个小时。 （ 4）通过预磨机将试样的一个平面磨光，并将背面和侧面的氧化膜磨去。 （ 5）将试样在金相试样抛光机上抛光，从而使抛光面变得光亮。 图 图 金相组织分析（ OM） 本文主要针对拉拔中的镁合金组织的演变进行金相组织观察，并得出规律。 （ 1）制样 取样时应尽可能避开有缺陷的部位，在取 样结束后需要进行冷却。 （ 2）研磨 冷却后的试样先在比较粗的砂纸上进行粗磨，获得平整的观察面后， 黄河科技学院毕业论文 第 9 页 再在细砂纸上打磨，以获得光滑的磨面。 （ 3）抛光 采用粒度为 金刚石抛光膏进行抛光，以获得光亮镜面并且没有划痕为准。 （ 4）腐蚀 腐蚀剂选用苦味酸，或者 4%的硝酸溶液，腐蚀时间根据加工工艺和试样腐蚀后的昏暗程度而定，一般为 610s。 （ 5）拍照 采用金相采集系统，对试样进行光学显微组织的观察、并采集照片。 实验的结果 图片为 5mm 与 2mm 的镁合金丝在光学显微镜下 200 倍 500 倍的金相照片 a)5mm 横面 200倍 b)5mm 横面 500倍 c)5mm 纵面 200倍 d) 5mm 纵面 500倍 黄河科技学院毕业论文 第 10 页 e)2mm 横面 200倍 f)2mm 横面 500倍 g)2mm 纵面 200倍 h)2mm 纵面 500倍 图 此实验表明 5mm 的镁合金丝经过拉拔成为 2mm 时横面晶粒将会变小，纵面晶粒长度将会变大。 下图为拉拔后不同工作距离的镁合金丝入射电子束在试样上宽度为 500μ m 的扫描电镜照片 黄河科技学院毕业论文 第 11 页 WD 为 WD 为 WD 为 WD 为 图 黄河科技学院毕业论文 第 12 页 3 镁合金丝材的拉拔工艺研究 实验材料 所选用的镁合金丝原始材料直径为 2mm 的 AZ31 镁合金丝材，它是由挤压比 64 的挤压变形得到，综合的力学性能比较高，抗拉强度屈服强度分别为 280MPa 和 155MPa，14%的伸长率。 化学成分如下表： 表 31镁合金的化学成分 实验方案 AZ31 镁合金丝材需要具有细晶粒的特点，最关键的参数是中间退火温度 和两次退火之间的累积变形程度（变形程度）。 如果中间的退火温度太高，晶粒就会容易长大，这不利于最终得到细小组织；退火温度过低就会导致部分的再结晶，就会影响到下一道次的拉拔变形；对于总变形程度在两次退火之间的话，一般是在 30%到 45%，变形程度太大就会超出 AZ31 镁合金丝材的所需的变形性能，拉拔的过程中将会出现断丝现象。 本文的方案有两种拉拔工艺，七次退火和六次退火两种方式，将 2mm 挤压态丝材拉至 ，以观察不同拉拔工艺对。