本文關鍵詞：鋁合金攪拌摩擦增材制造工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前金屬零件的常用的增材制造方法有:激光直接沉積、激光選區(qū)熔化、電子束熔絲沉積成形、電子束選區(qū)熔化、等離子電弧熔絲沉積、超聲增材法等。但上述方法均有其各自的適用范圍和局限性,尤其對于鋁合金等輕合金的增材技術上沒有大的進展。因此,需要開發(fā)一種新的增材制造方法來更好地實現(xiàn)鋁合金等材料的增材制造。本研究采用自制的成形工具和專用夾具�；跀嚢枘Σ梁咐碚�,在國內率先提出采用了綠色、環(huán)保的固相焊接方法對5A03鋁合金進行增材制造。本文對無傾角成形工具和增材夾具進行了研制,研究了工藝參數(shù)對鋁合金攪拌摩擦增材制造成形的影響,并對攪拌摩擦增材制造方法進行了探索。本文系統(tǒng)地研究了工藝參數(shù)對攪拌摩擦增材制造成形的影響。研究結果表明:雙線型成形工具的增材區(qū)成形良好。隨著行進速度提高,單道增材寬度、界面遷移高度和遷移寬度值均減小。當旋轉速度為60r/min,行進速度為60mm/min時,界面遷移量較小,單道增材寬度較大。增材間距大時,會有兩道次間的未結合界面和遷移界面缺陷;隨間距減小,未結合界面逐漸轉變成遷移界面;當間距達到某個值時,遷移界面消失。增材間距為4mm時,逆向增材與同向增材相比,能有效地抑制并消除向增材區(qū)中心遷移的界面,因此可獲得較大的有效增材寬度。轉彎半徑對同向和逆向增材成形的影響各不相同。同向增材時,邊緣角γ和界面遷移寬度D對轉彎半徑變化較敏感,界面遷移高度H和有效增材寬度W對轉彎半徑變化不敏感。逆向增材時,界面遷移高度H、界面遷移角度β對轉彎半徑變化較敏感,有效增材寬度W對轉彎半徑變化不敏感。重點對鋁合金攪拌摩擦增材制造成形控制進行研究。研究結果表明:本文提出的攪拌摩擦增材規(guī)劃和計算方法,能夠較準確地對總增材寬度Dr、增材高度Hr和增材率ξ進行預測控制。通過組織分析發(fā)現(xiàn),軸肩影響區(qū)的晶粒具有方向性,增材核心區(qū)的晶粒為均勻細小等軸晶,無方向性。通過性能試驗發(fā)現(xiàn),攪拌摩擦增材體在拉伸性能上存在各向異性。攪拌摩擦增材體的水平方向抗拉強度超過基材5%以上。垂直方向抗拉強度達到基材85%以上。每層顯微硬度曲線呈 W‖型分布。垂直方向上顯微硬度存在梯度,上層顯微硬度高于下層,總體增材區(qū)顯微硬度不低于基材。
【關鍵詞】：攪拌摩擦增材制造 成形工具 界面遷移 工藝參數(shù) 增材率 抗拉強度
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH16;TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究的目的及意義10-11
• 1.2 金屬增材制造的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 激光增材制造11-13
• 1.2.2 電子束增材制造13-15
• 1.2.3 其他增材制造方法15-17
• 1.3 攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 課題的研究內容19-20
• 第2章 試驗材料的制備及試驗方法20-26
• 2.1 試驗條件20-21
• 2.1.1 試驗材料20-21
• 2.1.2 試驗設備21
• 2.2 試驗方法21-26
• 2.2.1 工藝參數(shù)試驗21-22
• 2.2.2 塊體攪拌摩擦增材試驗22-23
• 2.2.3 橢圓殼體的攪拌摩擦增材制造23-24
• 2.2.4 金相試樣的制備和參量測量24
• 2.2.5 力學性能測試24-26
• 第3章 增材成形工具和專用夾具的研制26-33
• 3.1 增材成形工具的研制26-29
• 3.1.1 增材成形工具的設計技術要求26-27
• 3.1.2 增材成形工具的設計方案27-29
• 3.2 增材專用夾具的設計29-32
• 3.2.1 基準的選擇29-30
• 3.2.2 定位方式及定位件選擇30
• 3.2.3 夾緊方式及夾緊件選擇30
• 3.2.4 夾具總裝結構和裝配方案30-32
• 3.3 小結32-33
• 第4章 工藝參數(shù)對攪拌摩擦增材成形的影響33-48
• 4.1 成形工具對增材區(qū)成形的影響33-36
• 4.2 行進速度對增材成形的影響36-38
• 4.3 增材間距對增材成形的影響38-39
• 4.4 加工方向對增材成形的影響39-41
• 4.5 轉彎半徑對增材成形的影響41-46
• 4.5.1 同向增材時轉彎半徑對增材成形的影響41-44
• 4.5.2 逆向增材時轉彎半徑對增材成形的影響44-46
• 4.6 小結46-48
• 第5章 鋁合金攪拌摩擦增材制造成形控制48-63
• 5.1 攪拌摩擦增材區(qū)宏觀特征48-50
• 5.1.1 水平方向攪拌摩擦增材特征分析48-49
• 5.1.2 垂直方向攪拌摩擦增材特征分析49-50
• 5.2 攪拌摩擦增材成形規(guī)劃50-54
• 5.2.1 增材區(qū)域表征50
• 5.2.2 攪拌摩擦增材數(shù)據(jù)計算方法50-51
• 5.2.3 規(guī)劃與實際成形51-54
• 5.3 攪拌摩擦增材的組織及力學性能54-58
• 5.3.1 攪拌摩擦增材組織54-55
• 5.3.2 拉伸性能55-57
• 5.3.3 顯微硬度57-58
• 5.4 攪拌摩擦增材缺陷分析58-62
• 5.4.1 增材區(qū)孔洞缺陷59-60
• 5.4.2 增材區(qū)結合缺陷60-62
• 5.5 小結62-63
• 第6章 結論及展望63-65
• 6.1 結論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-70
• 碩士學位期間發(fā)表的學術論文70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王桂蘭;孫怡峰;柏興旺;張海鷗;;電磁場對電弧熔積快速成形溫度場及殘余應力的影響[J];焊接技術;2013年03期

2 陳靜,楊海歐,李延民,黃衛(wèi)東;激光快速成形過程中熔覆層的兩種開裂行為及其機理研究[J];應用激光;2002年03期

  本文關鍵詞：鋁合金攪拌摩擦增材制造工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：264461