3。3DEFORM 操作流程 12

3。4 不同工艺路线及模压道次的纯铝板材模拟 14

第四章 实验结果分析 17

4。1  拉伸实验结果分析 17

4。2  硬度测试 22

4。3  断口扫描 22

第五章 折弯模具设计改进 25

5。1 折弯模具改进原因及分析 25

5。2  模具的改良及橡胶的选择 25

5。3 柔性折弯模具设计 26

结 论 29

致 谢 30

参 考 文 献 31

第一章 绪论

1。1 引言

材料在人们的生产生活中不可或缺，尤其是在人口膨胀，环境恶化，资源日益短 缺的今天，如何提高材料的综合性能和使用效益已经成为科学研究的重点。而在金属 材料的多种强化方式中，只有细晶强化可以同时提高材料的强度和韧性。因此，如何 细化晶粒，实现细晶强化，成为各国科学家研究的重点[1]。

近年来，通过大塑性变形法来细化晶粒，改善材料的力学性能成为科研人员研究 的热点之一。所谓大塑性变形法，就是指材料发生剧烈的塑性变形制备超大体积的超 细晶纳米材料的方法。常用的大塑性变形的方法有：高压扭转法，等径通道挤压法， 多向锻造法，限制模压变形法，非限制模压变形法，叠轧合法，反复起皱整平法等[2]。 目前，等径通道挤压法和叠压合技术法获取超细晶粒已在铜、铝等纯金属上取得明显 成效。但等径挤压法只适用于小尺寸的棒材，叠压合技术法在处理试样时尺寸会不断 发生变化，从而限制了这些方法的广泛应用。因此，一种新的大塑性变形法——反复 折弯校直法以运而生[3]。反复折弯校直法可在外形试样保持尺寸不变的情况下制备超 细晶的板材，其基本的工艺原理是在相对较低的温度下，将试样放进齿形周期性变化 的模具中，在压力的作用下，对试样进行反复的折弯校平变形，从而使有效应变得到 积累，最终使材料晶粒得到细化[4]。大塑性变形法因制备过程简单，对设备要求较低， 且能制备无残余空隙、表面清洁的各种大块超细晶材料而被认为是最有希望实现工业 化生产的有效途径之一[5]。

1。2 反复折弯校直法的介绍及存在问题

模压变形法的原则是使用不对称的槽模和平模交替对金属板料施加压力，金属板 料的倾斜区受纯剪切力，平面不受力。它由一套折弯模具和一套压平模具组成。板材 试样在平面方向的左右方向（X 向）始终受到模具侧壁的限制作用，在前后方向（Y 向）则不受限制。压弯模具的基本尺寸参数主要有模具齿宽 T 和齿倾角θ，模具齿形 呈非对称布置；压平模具的工作部分为两块相互平行的平板。首先，将准备好的试样 放入压弯模具中，对其施加一定的压力，使试样弯曲且在上下模间距等于板料厚度时 停止施压。之后将试样取出放入平模后进行施压，是弯曲的试样变平整，并在上下模间距等于料厚时停止施压。将试样旋转 180°后重新放入压弯模具进行压弯，由于齿 形的不对称性，上次为变形的部分开始发生剪切变形，然后压平，并最终在整个试样 范围内均匀的积累等量的等效塑性应变[6]。将上述一个变形循环中的四次压制过程称 为一个变形道次，重复上述循环过程，进行多道次的变形，可以在不改变试样几何尺 寸的情况下积累大量的塑性应变，从而达到细化晶粒，改善材料的力学性能，如图