超声波在拔丝加工中减摩降载作用的研究

为了搞清超声波在拔丝加工中产生降载效应的机理,在自制的超声波拔丝装置上对黄铜丝进行了一系列冷拔加工的实验。结果表明,在模具上施加超声波,可以有效地降低拉拔力,超声波输出功率愈大,拉拔力的降低幅度愈大,在本实验的工况范围内,最大可降低３７％。超声波的降载效果与拔丝速度有关,在相同的超声波功率作用下,拉拔速度愈小,拉拔力的减少幅度愈大。通过对拉拔丝材表面的扫描电镜观察,表明施加超声波还可改善线材的表面质量,减少表层损伤,降低表面粗糙度。提出了一个简化的超声波拔丝拉拔力的计算模型。根据这一模型所得出的超声功率和拔丝速度对拉拔力影响的计算结果与实验结果能较好的吻合,从而初步说明了超声波所产生的减摩降载作用主要是由于模具和线材之间的断续接触和冲击造成的。     

CNG气瓶辊模拉拔数值模拟研究

辊模拉拔工艺是结合拉拔和轧制工艺对金属线材、异型材料和管材进行拉拔的先进制造工艺。本文针对钢质无缝CNG气瓶辊模拉拔工艺进行了数值模拟研究。通过Gleeble材料实验机进行的单向拉伸实验得到专用气瓶材料34CrMo4不同变形条件下的流变应力曲线,构建其材料本构方程,并以此为依托,应用有限元软件ABAQUS建立了气瓶辊模拉拔工艺的数值仿真模型。通过数值模拟,研究了各拉拔参数对拉拔力的影响效果,用于指导实际生产。     

方圆管固定短芯棒拉拔工艺分析

运用非线性有限元软件ABAQUS对ITER计划导体套管成形工艺进行模拟仿真,得到稳定拉拔阶段的等效塑性应变、轴向和径向应力以及接触压力的分布规律,并分析了拉拔力和拉拔成形过程中能量的分布变化.结果表明,采用优化后的工艺参数拉拔成形时可得到套管内外表面质量较好的产品,从而解决了拉拔工艺中材料内径缩孔和裂纹缺陷的问题.     

超声电流变复合抛光试验

针对模具微结构光整加工,利用电流变效应对磨料的聚集作用和超声振动对磨料的驱动作用,提出了超声电流变复合抛光工艺.开发了超声电流变复合抛光加工系统.正交试验结果表明超声振动的振幅和施加的电场强度对表面粗糙度的影响最大.通过单因素试验研究了超声电流变复合抛光工艺参数对抛光后表面粗糙度的影响规律.试验结果验证了超声电流变复合抛光工艺可行性,为后续工艺优化和实际应用奠定了基础.     

内螺纹钢管拉拔工艺润滑的实验研究

对内螺纹铜管拉拔工艺润滑进行了实验研究．研究结果表明，不同的润滑对拉拔力能参数、内螺纹齿形及退火后的表面质量等有着重要影响，乳液润滑的综合效果比油性润滑剂的综合效果好．     

毛细铜/钛复合管材的游动芯头拉拔制备及组织性能

在热旋制备界面结合质量优异的铜/钛双金属复合管坯的基础上,对复合管进行了游动芯头拉拔加工,重点研究了复合管材游动芯头拉拔加工成形能力以及拉拔加工对复合管材组织性能的影响.研究结果表明,游动芯头拉拔方式,特别是减壁拉拔,对铜/钛复合管材结合界面有较大的破坏作用,且难以实现多道次连续拉拔加工,单道次拉拔加工量不宜超过30%;575℃保温70 min的道次间退火虽然对界面元素扩散情况影响不大,但能缓解加工硬化和残余应力,使得铜/钛复合管材的平均剥离强度由变形态的7.8 N·mm-1提高到退火态的17.1 N·mm-1,大幅度提高铜/钛复合管材的后续拉拔加工性能.通过严格控制拉拔减壁量,合理制定了铜/钛复合管材的拉拔加工工艺,成功制备了结合性能优异的毛细规格铜/钛复合管材.     

微型直齿沟槽铜管充液旋压-多级拉拔复合成形

采用高速充液旋压-多级拉拔复合成形方法加工出了直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管.在分析其加工成形机理的基础上,研究了加工参数对沟槽铜管质量的影响.结果表明:微型直齿沟槽铜管成形过程中,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管的轴向沟槽产生断裂或折叠,过大的圆度误差会导致微型直齿沟槽铜管表面产生皱折和凹陷;而拉拔模具入口锥角采用16°、定径区长度取4mm、出口锥角取30°、润滑条件良好及残余应力较小时,拉拔沟槽铜管表面质量更高.通过控制拉拔工艺参数和圆度误差,可获得直径在6mm以下的、质量稳定的微型直齿沟槽铜管,且内部沟槽趋于封闭,呈燕尾槽特征,有利于提高微型直齿沟槽铜管的毛细力.     

用于45#钢丝拉拔加工的叠层陶瓷拉拔模具磨损分析

为研究45#钢丝拉拔加工过程中受力和Al₂O₃-TiC/Al₂O₃-TiC-CaF₂叠层陶瓷拉拔模具磨损情况,采用真空热压烧结方式制备Al₂O₃-TiC/Al₂O₃-TiC-CaF₂叠层陶瓷拉拔模具,并将其固定在万能拉伸试验机上进行钢丝拉拔实验。 采用三维造型软件SolidWorks建立钢丝坯料和拉拔模具的有限元模型,通过有限元模拟软件对钢丝拉拔成形过程进行仿真分析,得到45#钢丝在变形过程中的轴向应力、应变以及拉拔力的变化情况。 扫描电镜（SEM）及能量弥散X射线谱（EDS）观察拉拔模具磨损后的微观形貌。 结果表明:叠层陶瓷拉拔模具工作区的Al₂O₃-TiC-CaF₂材料层比Al₂O₃-TiC材料层磨损严重,Al₂O₃-TiC-CaF₂材料层的固体润滑膜被拖覆到Al₂O₃-TiC材料层,模具整体具有自润滑性能。 实际测量拉拔力与公式计算所得拉拔力相吻合,模拟所得拉拔力比实际测量拉拔力小。      

高碳低合金钢丝拉拔杯锥断口的成因

对高碳低合金钢丝拉拔杯锥断口形成的原因进行了实验分析，结果表明，高碳低合金钢丝拉拔杯锥断口的根本原因是钢丝芯部组织缺陷和钢丝拉拔过程中芯部与外层的不均匀变形共同作用的结果。通过提高盘条钢质的纯度和均匀度，改善拉拔工艺，降低拉拔摩擦系数，可以显著减少杯锥断口的发生。     

预应力钢绞线生产中拉拔断丝原因分析

预应力钢绞线生产中经常出现拉拔断丝现象,经分析其原因,认为断丝的主要原因是线材钢质不纯、组织松散、夹杂物及偏析严重造成的;线材表面质量不佳、线材中心存在网状铁素体、生产工艺不合理、工艺操作不当也会引起断丝。为了提高预应力钢绞线的质量,必须从炼钢、连铸、轧制、预处理和拉拔生产等各个环节严格控制。     

水箱拉丝机拉拔锌线材用辊模的设计及应用

采用水箱拉丝机进行较高速度拉拔模连续拉拔制备锌线材,发现拉拔产生的热量易使锌线材晶粒粗大,进而导致锌线材的脆性增大和抗拉强度降低,因此,拉拔模拉拔速度受到限制。辊模拉拔发热量小,变形量大,对拉拔油要求不高,适合替代拉拔模在较高速度下拉拔锌线材。现有辊模以单组逐道次拉拔为主,且体积较大不适合安装于水箱拉丝机内使用。通过简化辊模结构及孔形设计,以适合安装于水箱式拉丝机内替代拉拔模拉拔锌线材。试验表明,改进后的辊模组合,可替代拉拔模安装于水箱拉丝机拉拔锌线材,单组辊模变形量可达到拉拔模变形量的两倍,拉拔速度提高31%,能耗明显降低。采用低黏度油品替代拉拔乳化液,可减少污染物排放。     

水箱拉丝机拉丝过程的有限元模拟仿真分析

以初始钢丝生产线为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对水箱拉丝机第一道次拉拔过程进行模拟仿真,研究在拉拔过程中拉拔模锥角、摩擦系数和压下量对拉拔力的影响,并对其轴向应力和径向位移分布特点进行分析。结果表明,随着模锥角的增大,拉拔力呈先减小后增大的趋势,当模锥角为8°时,拉拔力最小;随着摩擦系数、压下量的增大,拉拔力随之增大;在出口处钢丝的外层轴向应力达到最大,由外层向内层轴向应力逐渐减小,钢丝前端应力达到均匀,且钢丝的模拟径向直径小于理论直径。     

基于ANSYS的换能系统的模态分析

超声换能器是在微电子制造超声键合工艺中的一个重要部件,了解超声换能器的振动模态是非常有必要的。用有限元分析软件ANSYS仿真,得到换能系统的多种振动模态,进而得出其工作频率和主模态。     

强迫润滑拉拔——干粉润滑剂强迫润滑拉拔压力管的长度

采用本文设计的强迫润滑装置进行试验,测量出口钢丝表面润滑剂的附着量和温度,以及拉拔力与压力管长度和拉拔速度的关系,并和常规润滑拉拔进行了比较。通过试验和理论公式,给出了压力管较适宜的长度。     

接触界面压力对高次谐波和键合强度的影响

为减少超声键合换能器劈刀在振动过程中的非线性振动,改善劈刀振动的稳定性,提高芯片键合的强度,建立超声波在接触界面传播的模型.在超声引线键合机上,通过改变劈刀和变幅杆接触界面的接触压力,分别测量变幅杆和劈刀的振动和芯片键合强度,并对劈刀振动位移进行频谱分析.研究结果表明:超声波通过接触界面时,由于接触界面层的非线性特性会产生高次谐波和波形畸变;劈刀振动中的高次谐波成分对芯片键合强度造成负面影响.只有当接触界面压力适中时,劈刀振动的波形畸变最小,高次谐波成分最少,超声波的非线性系数最小,芯片键合强度最大.测量劈刀振动的高次谐波町以作为预测芯片键合程度的一种方法.     

组合式拉丝机交流变频调速技术应用

采用当今流行的交流变频调速技术和PLC可编程序控制器对组合式拉丝机控制系统进行技术改造 ,并替代了该设备的控制系统转子串电阻调节电机速度的控制方式 这项技术的应用使得原来趋于淘汰的设备的功能和精度均达到了国内先进水平 ,具有显著的经济效益和推广应用价值     

超声波在引线键合机变幅杆中的传递规律

基于解析模型的方法, 研究了超声波在热超声金丝球引线键合机变幅杆中的传递规律. 在忽略变幅杆横向惯性效应, 假定线弹性、无阻尼情况下, 考虑变幅杆纵向微小振动, 从一维变截面杆振动方程出发, 建立热超声金丝球引线键合机复合变幅杆的动力学方程, 推导它的频率方程, 获得各阶振型. 研究结果表明: 在变幅杆的各阶振型中, 两端都是位移腹点, 但是幅值不同, 这也是变幅杆可以传递超声波的原因;夹持器应只有位于位移节点, 才能为变幅杆系统提供支撑的同时不对超声波传递产生影响.