精密成形工程：超声振动辅助T2 紫铜薄板软模微胀形工艺研究
2023-10-31【作 者】王春举;刘洋;张志强;程利冬;单德彬;郭斌
金属薄板微胀形工艺在微小金属零部件塑性成形领域具有广泛应用，其基本原理是利用微胀形模具，使金属薄板在双向拉应力作用下实现厚度减薄、表面积增大，以获得所需几何形状和尺寸的成形技术。微胀形工艺中存在的主要问题是板材减薄甚至产生破裂[1]，特别是当金属薄板厚度达到微米级别时，板材的减薄问题直接关系到零件精度和质量[2]。为此，国内外学者针对金属薄板在微尺度范围内的微胀形工艺和零件胀形质量的提升做了大量研究。
文中采用超声振动辅助成形方法，结合软模成形工艺，通过不同参数的超声振动辅助软模微胀形实验，研究振动保压时间、薄板厚度对胀形过程的影响规律，对球冠微结构进行质量分析，并与刚模微胀形工艺进行比较，探索进一步提升金属薄板微胀形质量的成形方法。
【结 论】
1）比较了刚模微胀形、软模微胀形、超声振动辅助微胀形、超声振动辅助软模微胀形 4 种工艺，其中超声振动辅助软模微胀形工艺下球冠成形质量最好。
2）分别对 100 μm 厚度 T2 紫铜薄板进行刚模微胀形和超声振动辅助软模微胀形实验，结果表明，后者可以提高材料变形均匀性，使壁厚分布均匀，提高成形极限；同时，微结构成形精度提高，成形高度增加，表面质量更优。
3）在超声振动辅助软模微胀形工艺中，随着保压时间的增加，微胀形件的贴模性明显增强，交汇点和交汇边微结构更加清晰，成形高度增加。
4）随着薄板厚度的增加，微胀形件交汇点和交汇边特征结构更加清晰，贴模程度和成形精度不断提高。与刚模微胀形相比，超声振动辅助软模微胀形可以明显提高成形精度和成形极限，使特征微结构更加清晰，表面质量得到提升。
以下是正文：
