本文關(guān)鍵詞：QA17銅合金微型平面彈簧冷擠壓成形工藝及性能研究

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【摘要】：隨著MEMS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),其市場規(guī)模正在迅速擴(kuò)大。微型機(jī)械電子系統(tǒng)是各種微型零件的組合體,因此MEMS技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是微型零件制備技術(shù)。微型平面彈簧作為其中重要的力學(xué)結(jié)構(gòu),和傳統(tǒng)彈簧一樣起到提供彈性力和傳遞能量的作用。本文提出以商用高強(qiáng)度QAl7銅合金為實(shí)驗(yàn)材料,研究不同熱處理態(tài)QAl7銅合金室溫下的力學(xué)性能,工藝參數(shù)對微型平面彈簧冷擠壓成形過程、微觀組織變化及力學(xué)性能的影響。本文主要結(jié)論如下：QAl7銅合金的壓縮屈服強(qiáng)度存在晶粒尺寸效應(yīng)和特征尺寸效應(yīng)。拉伸屈服強(qiáng)度在樣品厚度為0.25-0.5mm范圍內(nèi)表現(xiàn)出明顯的尺寸效應(yīng)。成功制備出長度8mm、寬度2mm、線寬0.5mm的QAl7銅合金彈簧柱,經(jīng)加工處理后可以獲得厚度為0.5mm的微型平面彈簧。在微彈簧成形過程中,潤滑條件對微彈簧有著極大的影響,潤滑條件越好,越有利于降低成形載荷,令彈簧柱形狀完美,表面較光滑。前期熱處理工藝和擠壓速度對微彈簧擠壓成形質(zhì)量影響很小。微型彈簧邊緣區(qū)域的晶粒變形程度明顯大于中心區(qū)域。靠近懸臂梁部分,有明顯的流線分布。微型彈簧的硬度、彈性剛度、疲勞壽命既受到工藝參數(shù)引起的強(qiáng)度變化的影響,也受到應(yīng)力集中裂紋的影響。QAl7銅合金微型平面彈簧循環(huán)使用壽命最高達(dá)到19260次,明顯高于LIGA技術(shù)制備的鎳基微型平面彈簧的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：QA17鋁青銅 微成形 尺寸效應(yīng) 微型平面彈簧 微觀組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG379
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 MEMS技術(shù)概述10-12
• 1.2 微型彈簧技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 微型平面彈簧簡介12-13
• 1.2.2 微彈簧理論研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 微型平面彈簧加工方法14-15
• 1.3 鋁青銅基本特性與在微彈簧設(shè)計中的優(yōu)勢15-17
• 1.3.1 銅合金的簡介16
• 1.3.2 鋁青銅的優(yōu)勢16-17
• 1.4 微塑性成形技術(shù)研究概況17-19
• 1.5 課題研究目的、意義和研究內(nèi)容19-22
• 1.5.1 研究目的與意義19-20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20-22
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法22-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.3 坯料室溫力學(xué)性能測試23-26
• 2.3.1 壓縮鐓粗實(shí)驗(yàn)23-24
• 2.3.2 Voronoi算法模擬二維微觀結(jié)構(gòu)24-25
• 2.3.3 單向拉伸實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.4 微型平面彈簧擠壓成形實(shí)驗(yàn)26-27
• 2.4.1 成形模具設(shè)計26-27
• 2.4.2 微擠壓實(shí)驗(yàn)方案27
• 2.5 表面粗糙度和表面裂紋檢測27-28
• 2.5.1 表面粗糙度測試27-28
• 2.5.2 表面裂紋測試28
• 2.6 微觀組織觀察28-29
• 2.7 微彈簧力學(xué)性能測試29-32
• 2.7.1 硬度測試29
• 2.7.2 疲勞性能測試29-32
• 3 QAl7鋁青銅室溫力學(xué)性能研究32-45
• 3.1 前期熱處理對QAl7鋁青銅微觀組織影響32
• 3.2 前期熱處理對QAl7鋁青銅的壓縮性能影響32-39
• 3.2.1 不同前期熱處理下QAl7合金壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果32-35
• 3.2.2 QAl7銅合金壓縮屈服強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)35-37
• 3.2.3 不同前期熱處理下QAl7合金尺寸效應(yīng)模型37-39
• 3.3 前期熱處理對QAl7鋁青銅的拉伸性能影響39-44
• 3.3.1 不同前期熱處理QAl7合金拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果39-42
• 3.3.2 不同前期熱處理QAl7合金拉伸斷口分析42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 QAl7鋁青銅微型平面彈簧擠壓成形性能45-59
• 4.1 QAl7鋁青銅微型平面彈簧擠壓過程45-46
• 4.2 各工藝參數(shù)對微型平面彈簧擠壓載荷的影響46-50
• 4.2.1 潤滑條件對微型平面彈簧成形載荷的影響46-47
• 4.2.2 前期熱處理對微型平面彈簧成形載荷的影響47-48
• 4.2.3 擠壓速度對微型平面彈簧成形載荷的影響48-50
• 4.3 微型平面彈簧的成形質(zhì)量分析50-57
• 4.3.1 潤滑條件對成形質(zhì)量的影響52-54
• 4.3.2 前期熱處理對成形質(zhì)量的影響54-56
• 4.3.3 擠壓速度對成形質(zhì)量的影響56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 5 QAl7鋁青銅微型平面彈簧微觀組織與力學(xué)性能59-74
• 5.1 微觀組織分析59-63
• 5.1.1 整體組織分布分析59-61
• 5.1.2 潤滑條件對QAl7銅合金微型平面彈簧微觀組織的影響61
• 5.1.3 前期熱處理對QAl7銅合金微型平面彈簧微觀組織影響61-62
• 5.1.4 擠壓速度對QAl7銅合金微型平面彈簧微觀組織的影響62-63
• 5.2 硬度分析63-68
• 5.2.1 前期熱處理后QAl7銅合金硬度分析63-64
• 5.2.2 QAl7銅合金微型平面彈簧整體顯微硬度規(guī)律64-66
• 5.2.3 潤滑條件對QAl7銅合金微型平面彈簧顯微硬度的影響66-67
• 5.2.4 前期熱處理對QAl7銅合金微型平面彈簧顯微硬度的影響67-68
• 5.2.5 擠壓速度對QAl7銅合金微型平面彈簧顯微硬度的影響68
• 5.3 QAl7鋁青銅微型平面彈簧的彈性剛度分析68-70
• 5.4 QAl7鋁青銅微型平面彈簧疲勞性能分析70-73
• 5.4.1 QAl7鋁青銅微型平面彈簧疲勞壽命測試結(jié)果70-71
• 5.4.2 取樣位置對QAl7鋁青銅微型平面彈簧疲勞壽命的影響71
• 5.4.3 潤滑條件對QAl7鋁青銅微型平面彈簧疲勞壽命的影響71-72
• 5.4.4 前期熱處理對QAl7鋁青銅微型平面彈簧疲勞壽命的影響72
• 5.4.5 擠壓速度對QAl7鋁青銅微型平面彈簧疲勞壽命的影響72
• 5.4.6 擠壓成形QAl7微型平面彈簧與其他方法制備彈簧的疲勞壽命對比72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 6 結(jié)論74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-83
• 附錄83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 何光;石庚辰;;基于MEMS技術(shù)的平面W型微彈簧剛度特性研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2006年06期

2 何光;石庚辰;;平面S型與平面W型MEMS彈簧性能比較研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2008年02期

3 ;MEMS市場展示美好[J];電子產(chǎn)品世界;2013年11期

4 孫杰;;MEMS技術(shù)的發(fā)展及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J];航天標(biāo)準(zhǔn)化;2010年03期

5 邵偉平;張繼桃;郝永平;渠元菊;王威;谷雙喜;;基于MEMS鎳平面微彈簧尺寸誤差分析[J];機(jī)械設(shè)計;2012年08期

6 王佩紅;趙小林;戴旭涵;汪忠柱;;MEMS永磁振動發(fā)電機(jī)的設(shè)計、制作和測試[J];信息與電子工程;2011年01期

7 李華;石庚辰;何光;;MEMS加工誤差對微彈簧力學(xué)特性的影響分析[J];壓電與聲光;2009年05期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 施長治;多晶硅納米薄膜在壓阻傳感器應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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本文編號：574319