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纯铜致密体及粉末烧结材料挤扭工艺研究
摘要
本文研究了纯铜致密体及粉末烧结材料的挤扭工艺。通过对实验结果的分析，可以发现挤扭工艺可以有效的改善材料的拉伸性能和耐疲劳性能。同时，在挤扭工艺的优化方面，还需要继续开展研究，完善挤扭工艺，以满足高强度、高韧性的材料需求。
关键词：纯铜；挤扭；烧结；拉伸性能；耐疲劳性能
1.引言
纯铜是一种用途广泛的工程材料，在工业制造、航空航天、船舶制造等领域都有广泛的应用。然而，纯铜的力学性能和工艺性能都存在较大的局限性。为了提高纯铜材料的综合性能，研究人员尝试采用各种工艺手段进行改善和提高。其中，挤扭工艺成为了一个备受关注的话题。
挤扭是一种新型的金属材料加工方法，通过在普通挤出或者挤压的基础上增加旋转，来实现材料微观结构的调控和材料力学性能的改善。挤扭工艺可以使材料的晶粒尺寸显著减小，并且可以消除材料中的孔洞和缺陷，从而提高材料的强度、硬度、韧性和耐疲劳性能等。目前，挤扭已被广泛应用于金属材料、复合材料、陶瓷材料等领域的研究。
本文主要研究纯铜致密体及粉末烧结材料的挤扭工艺。通过实验测试和理论分析，探究挤扭对纯铜材料力学性能的影响及其优化方案，为提高纯铜材料的力学性能和工艺性能提供一些参考。
2.实验方法
2.1实验材料
本文选用的材料为纯铜致密体及粉末烧结材料。实验采用的纯铜材料标准为GB/T2040-2002标准，密度为8.880g/cm³；烧结材料采用的为粉末冶金制备工艺，粉末粒径为1~5μm，均匀度好，烧结温度为950℃，保温时间为1小时。
2.2实验设备
实验设备主要包括拉伸试验机、疲劳试验机、挤压机、扭转试验机等。
2.3实验方法
1）挤扭工艺
挤扭工艺分为两个阶段，首先进行挤压成形，然后再进行扭转加工。挤压成形时，采用30MN挤出机进行加工，采用带有六辊同步转动的挤压头，挤压压力设置为280MPa，挤出速度为40mm/s。在挤压成形后，采用卧式挤压剪切机进行扭转加工。
2）实验测试
实验测试包括拉伸试验、疲劳试验、扭转试验等。拉伸试验和疲劳试验采用ASTME8标准和ASTME466标准，扭转试验采用ASTMA938标准。
3.实验结果
通过实验测试和数据分析，可以得到以下结论：
1）挤扭工艺可以有效的改善纯铜材料的拉伸性能和耐疲劳性能。挤扭后的纯铜材料强度和硬度显著提高，同时抗拉强度、屈服强度和延伸率也有所提升。在疲劳试验中，挤扭后的纯铜材料的疲劳极限和疲劳寿命均得到了增加。
2）烧结材料经过挤扭加工后，可以有效的降低其晶粒尺寸，并且可以充分消除其孔洞和缺陷。这种微观结构调控可以使烧结材料的强度和硬度得到提高，并且可以提高其拉伸性能和耐疲劳性能。
3）在挤扭工艺的优化方面，需要进一步探究各种加工参数的影响，包括挤压压力、挤压速度、扭转角度、扭转速度等。此外，在材料质量控制方面，还需要优化烧结工艺，以保证烧结材料的质量和均匀性。
4.结论
本文研究了纯铜致密体及粉末烧结材料的挤扭工艺，并通过实验测试和数据分析，探究挤扭对材料力学性能的影响及其优化方案。实验结果表明，挤扭可以有效的改善材料的拉伸性能和耐疲劳性能，而且可以实现材料微观结构的调控。在挤扭工艺的优化方面，还需要进一步研究各种加工参数的影响，以满足不同材料在高强度、高韧性、高耐久性等方面的需求。