隨著信息化社會的快速發(fā)展,微機電系統(tǒng)(MEMS)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。平面微彈簧是MEMS中重要傳遞力和能量的結(jié)構(gòu),長壽命平面微彈簧對于保證微機電系統(tǒng)可靠性具有重要意義。通過擠壓成形獲得的鋁青銅平面微彈簧疲勞壽命遠高于微納米加工技術(shù)制備的平面微彈簧,但裂紋的存在限制了鋁青銅平面微彈簧疲勞壽命的進一步提高。為減少甚至消除裂紋以獲得更好疲勞壽命的鋁青銅平面微彈簧,需要研究該彈簧擠壓成形過程中裂紋形成和分布規(guī)律。本文以QAl5合金為原料,利用微擠壓的方法制備了平面微彈簧,研究了不同熱處理工藝和軋制條件下QAl5合金的微觀組織變化及力學(xué)性能,通過試驗和有限元模擬探索工藝參數(shù)對微彈簧冷擠壓裂紋產(chǎn)生和分布的影響。主要結(jié)論如下:熔煉得到了成分和相組成符合標(biāo)準(zhǔn)QAl5合金,其鑄態(tài)組織為粗大的樹枝晶,延伸率為65.3%,抗拉強度為237.7MPa,屈服強度為65MPa。軋制態(tài)QAl5經(jīng)退火后微觀組織中出現(xiàn)退火孿晶,在本文退火溫度范圍內(nèi),隨退火溫度增加,孿晶數(shù)目增多。QAl5經(jīng)軋制形成纖維組織,軋制壓下量越大,纖維組織越明顯。成功制備出線寬為0.3mm、0.5mm和1mm的QAl5合金微彈簧柱。根據(jù)擠壓特...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1體硅技術(shù)刻蝕示意圖[14]

碩士學(xué)位論文銅鋁合金平面微彈簧擠壓成形時裂紋形成和分布研究3圖1.1體硅技術(shù)刻蝕示意圖[14]LIGA工藝是一種基于X射線光刻技術(shù)的MEMS加工技術(shù)，主要包括X光深度同步輻射光刻，電鑄制模和注模復(fù)制三個工藝步驟。由于X射線有非常高的平行度、極強的輻射強度、連續(xù)的光譜，使LIGA技....

圖1.2LIGA技術(shù)工藝流程[14]

1緒論碩士學(xué)位論文4剛度以及結(jié)構(gòu)與剛度關(guān)系方面做了深入研究。該課題組靈活運用分析力學(xué)模型，結(jié)合能量法的卡氏第二定理，對Z型、L型、S型、W型與蛙腿型微型平面彈簧的微型平面彈簧結(jié)構(gòu)與其剛度、彈性系數(shù)進行ANSYS進行仿真計算，并推導(dǎo)了一系列與仿真結(jié)果相吻合的公式。為微型平面彈簧的設(shè)....

圖1.3LIGA工藝制備微彈簧SEM圖[20]

碩士學(xué)位論文銅鋁合金平面微彈簧擠壓成形時裂紋形成和分布研究5微彈簧的彈簧常數(shù)和應(yīng)力分布的計算公式，并通過有限元模擬驗證了該公式的正確性。CCD采集到的圖像證明了微彈簧準(zhǔn)靜態(tài)拉伸變形的各個階段是相同的。當(dāng)微彈簧施加于沖擊載荷時，微彈簧上端的變形比其它微彈簧大得多，這與準(zhǔn)靜態(tài)拉伸不同....

圖1.4附加應(yīng)力分布與裂紋的形成[34]

碩士學(xué)位論文銅鋁合金平面微彈簧擠壓成形時裂紋形成和分布研究7擠壓裂紋缺陷可分為表面裂紋和中心裂紋，而型材擠壓的裂紋常常發(fā)生在寬高比大的邊部。以圓棒材擠壓的表面裂紋缺陷為例來解釋擠壓裂紋的形成過程，擠壓過程中材料接觸摩擦作用和擠壓筒形狀限制導(dǎo)致坯料表面的金屬流動受到阻礙，使坯料表面....

本文編號：3980292