镁合金热微挤压工艺研究+文献综述(4)
1.1.3.1 板材微冲压成形
微冲压成形技术以其工艺简单、高效率、低成本等优点，在微型零件的规模化生产中有着显著的优势和广阔的应用前景。目前，在金属薄板的微成形方面，主要有薄板的微弯曲、微拉伸、微冲裁、微膨胀等微冲压方法的研究。H.J. Pucher通过有限元模拟研究了微弯曲中工模具几何参数、摩擦系数及材料的影响。L.V. Raulea等在铝箔弯曲试验中发现在多晶区，随着晶粒尺度的逐渐减小，屈服应力逐渐增大，表现出晶粒尺度增强效应或Hall-Patch效应。T.A. Kals等[10,11]的冲裁实验表明：在冲裁工艺中，由于板料被各种工具限制，变形区很小，因此在弯曲和拉伸试验中所发生的微尺寸效应在冲裁试验中不太明显。最大冲裁力和最终剪切强度随着板料厚度的减少稍有减少，随着晶粒尺度的减小而稍有增大。但随着几何比例因子的减小，这一效应逐渐减弱。
1.1.3.2 微注射成形
所谓注射成形是指江原材料加热成为熔融状态的可流动的熔体，在注射压力的作用下，熔体通过注塑机喷嘴。模具的主流道、分流道和浇注口进入模具型腔，经保压、冷却、脱模后，成形出具有一定形状和尺寸的制品。影响微注射成形工件质量的工艺参数主要有熔料和模具的温度、注射速度或速率、注射压力、保压压力及时间、冷却速度等。研究者对不同工艺参数对塑件质量的影响进行了广泛的研究。B. Sha以及A. C. Liou与R.H. Chen等都研究了塑化温度、模具温度、注射压力、注射速度、保压压力等工艺参数对高深宽比微结构填充性能的影响，研究表明对于不同的材料以上工艺参数的影响程度不同，总体来说模具温度、注射压力、保压压力是影响微结构部分成形性能的最关键因素。J. Zhao、G. Chen[12]等人研究了注射材料、模具设计以及工艺参数对微零件成形的影响。
1.1.3.3 微零件体积成形
在微体积塑性成形方面，目前主要进行微齿轮、阀体、螺钉、顶杆、泵和叶片等微型零件的精密塑性成形研究。微零件体积塑性成形工艺包括微墩粗、微挤压、微锻造等。M. Geiger等在墩粗实验中发现流动应力表现出减小的趋势，在这些试验中，不同试样的晶粒尺寸是相同的，因此可以肯定流动应力减小的现象与晶粒结构的变化无关，主要是由尺寸微小化引起的。挤压是微成形中较为经典的工艺。Tiesler等按照相似性原理，采用0.5~4mm挤出口径及不同的挤压速率、微结构、表面粗糙度和润滑剂进行了前挤压试验。结果发现，随着制件尺寸的微小化，基础压力明显增大（挤出压力与挤压成形率有关），这主要由挤压微小制件摩擦增大造成的。Saotome和1wazaki[13] 等采用微挤压制备了用于微机电系统的Al-78Zn 超塑性合金与LaAlNi非晶材料微齿轮，其中Al-78Zn合金齿轮的直径200μm，模数20 μm ，而LaAlNi 非晶材料齿轮模数50 μm，模具通过光刻和各向异性腐蚀方法获得。
1.1.4 微成形技术发展状况
由于微成形具有极高的生产效率、最小或零材料损失、最终产品优秀的力学性能和紧公差等特点，已经引起了许多工业发达国家的重视[1,14]。在微成形技术研究方面，德国和日本已经进行了大量研究并开发出的典型塑性微成形和由挤压工艺生产的微型螺栓及其螺钉、微型螺杆等[15]。J．Gao等人[16]运用微挤压系统进行了挤压实验，发现成形力随着晶粒尺寸减小而增大。Kals R T A[17]在微冲裁成形中尺度效应的研究发现，冲裁力并没有随着制品尺寸的减小而减小，而且当板料厚度较小时，冲裁力和剪切力还有轻微的增大，这主要是由于冲截过程中不存在自由表面，表面层模型已不再适用。郭晓琳等[18]在对Zr基非晶合金微塑性成形的研究中发现，在370~430℃范围内，Vit.1非晶材料的流动行为表现牛顿粘性流体和非牛顿粘性流体特征。