一家专注流体压力成形技术
【作 者】高壮;刘志奇;陈东良;陈浩飞;王文安;宋建丽
表面织构是指通过主动设计和制造，产生了按一定规则排布的微米或亚毫米级结构，从而获得特定功能的表面[1]。现代工业技术提供了多种加工方法来构建不同的表面织构，如激光表面微造型技术[2]、表面喷丸处理技术[3]、离子刻蚀技术[4]、微细电火花加工[5]、光刻技术[6]、磨料射流加工[7]、磨削加工[8]、聚焦离子束加工[9]、激光冲击压印[10]等。然而传统的加工技术存在许多局限，如激光表面微造型技术，其设备昂贵、加工烧蚀严重，在微沟槽周围会形成大量的熔融物，造成沟槽边缘凸起[11]。此外，由于材料、成本、加工时间、方法和化学处理的严格限制，这些技术并不总是适用的。
冷压成形主要利用材料的塑性性质进行加工，在常温下通过对材料施加外力，使之产生不可恢复的永久性塑性变形。该工艺成形精度高、工艺简单、生产效率高[12]、材料利用率高[13]，并且在冷压成形过程中，零件表面会产生大量的孪晶和位错，提高表面硬度，实现表面强化[14]。所以，冷压成形是一种高效、低成本制造表面织构的方法。然而，由于所需表面织构为微米及亚毫米级尺度，这种微细结构的成形质量受到晶粒尺寸的影响，其成形机理及金属流动规律不同于传统的宏观塑性成形，不能简单地将宏观塑性成形工艺按几何比例缩小后应用到表面微织构的成形中[15]。目前，有关表面织构的冷压塑性成形工艺的相关研究还很有限。
针对传统的表面织构加工方法存在的成本高、效率低等问题，本文研究了一种高效、低成本的表面织构加工方法—表面织构冷压成形工艺。采用H62铜合金材料在不同温度下退火制备了5种晶粒尺寸的试样，并使用直径为Φ800um的氧化锆球进行圆形凹坑织构冷压成形实验，研究了不同载荷、晶粒尺寸对圆形凹坑织构成形性的影响。实验确定了冷压成形表面织构的工艺参数，验证了微凹坑织构冷压成形制备功能性表面织构的可行性。
【结 论】
（1）铜合金冷压成形凹坑过程中的金属流动局限在微压印凹坑附近，并且周围材料形成下沉。
（2）晶粒尺寸对表面织构冷压成形的深度和变形影响区直径范围存在明显影响，在相同的压印载荷下，随着晶粒尺寸的增大，凹坑的深度和变形影响区直径也随之增大。
（3）两点冷压成形凹坑之间的金属流动会互相影响，随着凹坑间距的增大，影响减小。
以下是正文：
