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金属表面镀层处理是材料表面改性的重要方法,先对基材表面镀层处理后对带镀层材料精密成形是需要表面改性零部件的一种重要加工方式,拉深成形因具有生产效率高、操作简便、便于实现机械化和自动化等优点在加工中占有重要地位,因此对镀层金属薄板拉深成形进行研究具有重要意义。本文首先对金属薄板成形的研究现状进行综合评述,然后通过实验研究了镍镀层钢带的拉深成形特性,最后用ANSYS/LS-DYNA软件对镀层金属薄板的拉深成形过程进行了数值模拟,主要研究内容及结果如下:(1)设计拉深成形装置并在RG2000微机控制万能实验机上进行镍镀层钢带拉深成形实验,研究了工艺参数对其拉深成形特性的影响。结果表明:与未带镀层的钢带相比,镍镀层钢带需要更大的凸模载荷使其发生变形,压边力对板料拉深成形的影响很大,压边力较小会发生起皱,而过大又容易发生破裂,在本实验中,将压边力取为1436N能拉深出完好的杯形件。(2)用扫描电镜和X射线仪对拉深件侧壁镀层形貌及微结构进行了研究,结果发现:当拉深深度为12mm时,镀层表面开始出现裂纹,这些裂纹随着拉深深度的加深而不断扩展,并且镀层裂纹已扩展到镀层与基底的界面,但是没有扩展到基底。在杯形件侧壁镀层开始出现裂纹时此处镍(111)织构与镍(200)织构强度比变小,但随着拉深深度的增加,其强度比逐渐变大。(3)采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对镀层金属薄板拉深变形为杯形件进行数值模拟,研究了材料参数对拉深力的影响,结果发现:当基底或者镀层初始厚度增大时所需的最大拉深力都是增大的,而当镀层初始厚度小于30μm时,镀层初始厚度的减小对拉深成形中拉深力的影响已经很小,当镀层屈服强度增大时,材料拉深成形中的最大拉深力也是不断增加的。(4)通过数值模拟的方法研究了镀层金属薄板拉深为杯形件后其厚度的变化,结果发现:基底初始厚度不同时,在杯形件弯角处镀层厚度是随基底初始厚度的增大而增大的,而基底没有出现这种现象,镀层与基底厚度均在距杯形件底部中心的曲线距离为20-24mm间出现最小值,在25mm以后镀层厚度又急剧增加;镀层初始厚度不同时,在镀层初始厚度大于40μm时在弯角处镀层厚度仍有增加,但不明显;在镀有不同屈服强度镀层的镀层金属薄板的拉深成形中,当镀层屈服强度增大时,发现在杯形件弯角靠底部的地方镀层变厚,说明镀层在此处也出现了堆积,而在距中心20mm处镀层与基底厚度均出现最小值,说明此处仍是拉裂危险区。通过本文的研究,得到了镀层金属薄板的拉深成形特性,以及工艺参数对镀层金属薄板拉深成形的影响。研究结果对镀层金属薄板拉深成形具有一定的指导意义。