AZ31D镁合金电动螺丝刀刀把等温挤压成形试验

电动螺丝刀扭力控制操作使用标准

针对az31镁合金板材室温冲压成形较差的特点,采用不同轧制温度获得镁合金板材,使用半球形凸模胀形,绘制镁合金室温成形极限图并分析轧制温度对镁合金板材组织和室温成形能力的影响.发现az31镁合金板材的成形性能不仅与晶粒尺寸有关,还与晶粒取向有关.基面织构的减弱可明显提高板材的胀形性能,在基面织构强度相似的情况下,晶粒尺寸对板材的成形性能起决定性影响.

以射钉枪端盖零件为例,设计了等温挤压成形工艺及试验模具。利用deform-3d对成形进行了数值模拟,预测了零件成形力和设计了成形过程阶段。在yaw-500kn微机控制电液伺服压力试验机上进行挤压试验,试验证明,设计的成形方案合理可行。同时验证了数值模拟分析的正确性。

试验研究了退火温度对az31镁合金挤压棒组织和织构的影响。结果表明:铸态镁合金挤压后,初始强点织构向(80°,90°,0°)面聚集,主要织构组分强度提高。对热挤压后的az31镁合金进行退火,可以细化晶粒,使组织均匀,300℃退火时平均晶粒尺寸5μm为最小;随着退火温度的升高,形变织构(80°,90°,0°)逐渐减弱,再结晶织构(0°,90°,0°)和(90°,55°,0°)逐渐增强,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。

镁合金的塑性成形性能差,因此如何实现镁合金的塑性加工成形成为了一个新的技术难题。连续流变挤压成形实现了镁合金由高温液态直接形成制品的过程,减少了工序,节约了能源。但是制品的上下表面易出现裂纹,出现裂纹的原因主要是金属流动速度不同。为了减小和消除裂纹,可采用润滑剂、控制挤压速度、增大模具的定径带长度等措施。

依据无刷电动螺丝刀的应用特点,基于uc3843研制无刷电动螺丝刀用反激式开关电源电路,详细讲解emi滤波电路和整流电路、变压器及开关管缓冲电路、输出电路、电压反馈电路和uc3843控制电路设计,并对电源进行输出带载时电压调节和效率测试等实验。结果表明,基于uc3843的无刷电动螺丝刀用开关电源输出稳定可靠。

通过az31b镁合金板材高温拉伸实验,分别讨论了成形温度、应变速率以及各向异性对镁合金流变的影响。实验结果表明,温度越高、应变速率越低,镁合金的塑性越好;取样方向与轧制方向成45°时,由于在此方位孪生取向因子最大,因而该方向的塑性很高,与0°方向塑性基本相同。对变形后的镁合金进行金相组织观察发现,250℃时镁合金显微组织几乎都是由细小的等轴晶粒组成,优于其他温度下的显微组织;结合温度对镁合金流变的影响,确定镁合金的最佳温成形温度为250℃。依据实验数据建立了两种硬化本构模型,即fields-backofen模型和指数模型。分别将两种模型预测结果与实验数据对比表明,采用指数模型能更好的预测镁合金温成形流变应力。

介绍了用超塑挤压与超塑焊接复合成形法生产镁合金管材的技术原理,对镁合金管材挤压成形进行了实验研究,并通过实验确定了用这种方法生产挤压比为12.5的az91d镁合金管的生产工艺。主要工艺参数为:镁棒预热温度为350～400℃,模具预热温度为300～350℃,压头平均挤压速度为0.5mm/s。实验结果表明,在这种工艺条件下,挤出的管子表面质量好,无气泡、横裂纹等缺陷。用超塑挤压与超塑焊接复合成形管材可以实现连续挤压,在不改变毛坯尺寸的情况下得到所需长度的管材,而且模具及其内残余镁合金重复加热可保证模具多次使用,不用清洗。

通过数值模拟和试验相结合的方法研究了带法兰的镁合金管件的温挤压成形过程。模拟显示,金属塑性流动顺利,无挤压成形缺陷,表明模具结构合理;力学性能测试表明,成形件力学性能达到指标要求。

等通道转角挤压AZ31镁合金的工艺参数影响

采用超真空磁控溅射镀膜设备在az31镁合金表面进行了铝保护膜的镀覆,利用辉光放电光谱分析和纳米压痕/划痕试验技术,研究了镀层的成分和显微力学性能随薄膜深度的分布。结果表明,铝镀层在镁合金基体表面形成,镀层和基体之间存在混融的过渡层,铝镀层的表面硬度、弹性模量等高于镁合金基体的,并随深度增加而递减,膜层与基体结合良好并表现出一定塑性,镀铝膜有利于镁合金表面防护层的形成。

分析了az31镁合金铸轧板在200~400℃、4×10-4s-1变形条件下的空洞形核和长大机制。采用原位拉伸试验观察空洞形核位置和长大过程。通过电子背散射衍射技术观察了不同变形条件下az31镁合金铸轧板的晶界取向差。在低温变形条件下,空洞尺寸较小,呈圆形;在高温变形条件下,空洞在变形过程中被拉长,其尺寸较大。空洞首先在晶界或三叉晶界处形核之后长大。az31镁合金铸轧板中大角晶界相对分数大于80%。尺寸小于2μm的空洞呈球形,其长大机制为扩散控制长大机制。大尺寸空洞在变形过程中发生聚合,其长大机制受塑性和超塑性扩散机制控制。

针对az31镁合金材料,研究了在a-tig焊中单一成分的活性剂对焊缝成形的影响。试验结果表明,与无活性剂的焊缝相比,活性剂tio2、sio2、cr2o3、cdcl2和cacl2能够有效地增加镁合金焊缝的熔深和深宽比。镁合金涂敷活性剂cdcl2后焊缝接头的微观组织与未涂敷时焊缝接头的微观组织没有明显区别,只是前者热影响区稍宽。未涂敷活性剂和涂敷cdcl2的试样硬度值分布相差不大。在az31镁合金的焊接中,活性剂cdcl2的作用效果最好。

在镁合金az31b表面通过预镀锌处理后采用无机熔盐电沉积铝锰合金.使用sem、edx和xrd分析镀层的表面形貌、成分和组织,采用动电位极化曲线及表面显微硬度测量考察了镀层对镁合金耐蚀耐磨性的影响。结果表明,熔盐成分、电流密度和熔体温度等典型工艺参数对铝锰合金镀层的形貌、成分和组织都具有重要的影响,进而影响了镀层的耐蚀性。镁合金电镀铝锰合金后,腐蚀电位有很大的提高,而腐蚀电流密度大幅度的下降;同时铝锰合金镀层表现出很高的硬度,显著的提高了镁合金的耐蚀耐磨性。

当今市面上螺丝刀刀头的设计较为简单,螺丝刀与螺钉简单接触,很容易出现脱落的现象。通过设计电磁感应螺丝刀,使得螺丝刀头与螺钉十分牢固地接触。再加一个限距控制环,在达到限制距离内,自动断开电动机和电磁铁开关,从而达到了自动控制的作用。在做出以上的改进后,上螺钉变得更加高效快捷,从而很大地提高了工作效率,适应了高速发展的社会节奏。

选择不同的喷涂工艺参数,在镁合金表面喷涂铝锌丝材。采用中性盐雾试验,对不同工艺参数得到的涂层的耐腐蚀性进行了比较。结果表明电弧喷涂铝锌工艺参数对涂层质量有一定影响。试验确定的最佳喷铝锌工艺参数:电压27v,喷涂电流100a,空气压力0.5mpa,喷涂距离100mm。

采用火焰喷涂及激光重熔工艺在az31镁合金表面制备al合金化层,以期改善镁合金的表面性能。采用x射线衍射仪(xrd)、扫描电镜(sem)等材料表征手段分析了合金化层显微组织结构特征,利用显微硬度计测量合金化层深度方向上的显微硬度,利用mrh3摩擦磨损实验机测试合金化层的耐磨性能。通过阳极极化实验评价了激光合金化组织的腐蚀性能。结果表明,az31镁合金激光合金化层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能明显提高,这归因于合金化层中密集分布的mg2al3、mg17al12等金属间化合物相。

采用自制的波浪型倾斜板振动装置对az91d镁合金半固态坯料的制备及触变成形进行研究。结果表明,在倾角为45?,振幅1.45mm,浇注温度630~650℃的条件下,采用波浪型倾斜板振动技术可以制备出组织优良的半固态az91d镁合金坯料,坯料由细小的等轴晶组成,并在二次加热温度为575℃、保温时间30~60min的条件下球化理想。通过触变锻压,在模具的预热温度为400~450℃时,制备出表面光洁、组织优良的成品制件。触变锻压时,液相流动是主要的变形方式。制品上部由于液相偏聚,硬度较低;下部由于固相的微塑性变形,硬度较高。

为了优化镁合金无氰预镀铜工艺,分别探讨了电流密度、温度、ph值、时间对预镀铜层厚度及结合强度的影响。得到的最佳电镀工艺参数为:电流密度1.5a/dm2,温度40℃,ph值8.5,时间20min。此时,镀铜层的综合性能最好。

为了研究az31镁合金的焊接性,对az31镁合金板进行交流钨极氩弧(tig)焊.试验采用x-射线衍射仪、扫描电子显微镜、光学金相显微镜对试样的焊缝显微组织进行分析,并对不同焊接电流下的试样进行抗拉强度和硬度测试.研究发现:随焊接电流的增加,焊缝成形变差,晶粒逐渐粗化,同时易产生气孔和裂纹等缺陷,使接头性能降低;焊缝区由基体α-mg和附集于晶界的β-al12mg17两相组成.结果表明:焊接电流对az31镁合金接头的熔池形状及焊接质量有显著的影响.

采用二次浸镀锌前处理,设计并优化了az31镁合金环保型电镀锌配方和工艺参数,得到最佳工艺条件为:8g/l氧化锌,100g/l氢氧化钠,6.0ml/ldep-ⅲ,4.0ml/lwbz-ⅲ,4g/l酒石酸钾钠,阴极电流密度2.5a/dm2,温度15~75℃,时间10~30min。在上述工艺下获得了均匀细致、对基体具有良好保护作用的镀锌层,显著提高了镁合金的耐腐蚀性和装饰性。

利用真空蒸发镀膜技术在镁合金表面沉积不锈钢薄膜是提高镁合金防腐性能的新尝试。本研究利用该技术在az31上成功制备了不锈钢薄膜。通过在5%nacl溶液中的浸入实验和极化实验考察了腐蚀性能,发现镀膜后耐蚀性显著降低。另外,镀膜后的显微硬度也未有明显提高。利用afm,sem,edx等分析手段对薄膜进行了观察和检测,发现耐蚀性变差的原因主要是薄膜表面存在贯穿性的微米级孔洞和cr元素分布不均匀造成的。