[发明专利]改善金属箔材多步微拉深成形件表面质量的纳米润滑方法

说明书

本发明涉及金属微成形技术领域，具体涉及一种改善金属箔材多步微拉深成形件表面质量的纳米润滑方法。本发明将喷涂纳米润滑剂的金属箔材进行多步微拉深，最终得到杯形微型成品件。本发明充分利用纳米粒子在微拉深过程中所起到的滚珠、抛光、填充修复和形成保护膜等作用，达到优化杯形微型件表面微结构、降低表面粗糙度、提高表面质量和尺寸精度的目的。

技术领域

本发明涉及金属微成形技术领域，具体涉及一种改善金属箔材多步微拉深成形件表面质量的纳米润滑方法。

背景技术

随着现代科学技术的进步以及微系统技术、微机电系统等高技术领域的快速发展，产品微型化加速。微拉深成形以其高效率、高精度和低成本等优点而成为微型零件批量化生产的关键技术之一，在生物医疗、仪器仪表、电子电路、航空航天和国防军事等领域应用广泛。

金属箔材作为板带领域中的重要工业原材料，产品附加值极高，其推广应用对解决当前能源结构、产业结构的突出问题具有非常重要的意义。在金属箔材多步微拉深成形过程中，由于接触摩擦的影响，模具磨损较快，并且微型件存在表面质量不佳等问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种改善金属箔材多步微拉深成形件表面质量的纳米润滑方法。通过在金属箔材多步微拉深前施加纳米润滑剂，不仅能够提高微型件的表面质量，而且能够降低拉深力，有效延长模具的使用寿命。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种改善金属箔材多步微拉深成形件表面质量的纳米润滑方法，包括如下步骤：

步骤1：将金属箔材表面清洗干净备用；

步骤2：将水、油和纳米粒子按照比例混合并进行高速搅拌和超声振动处理，配制好纳米润滑剂；

步骤3：将步骤1中清洗干净的金属箔材进行第一步微拉深，在微拉深前向凸模、凹模和金属箔材表面均匀喷涂步骤2中配制好的纳米润滑剂，第一步微拉深结束得到成形后的杯形微型件A；

步骤4：将步骤3中成形后的杯形微型件A进行超声清洗；

步骤5：将步骤4中清洗后的杯形微型件A进行第二步微拉深，在微拉深前向凸模及杯形微型件外表面均匀喷涂步骤2中配制好的纳米润滑剂，第二步微拉深结束后得到成形后的杯形微型件B；

步骤6：重复步骤4并参照步骤5的方法，分别进行第三步、第四步……第n步微拉深，并在每一步微拉深前向凸模及杯形微型件外表面均匀喷涂步骤2中配制好的纳米润滑剂；

步骤7：对n步微拉深结束后的杯形微型件进行超声清洗，最终得到表面质量良好的杯形微型成品件。

作为优选，所述步骤1中金属箔材的厚度为20～50μm。

作为优选，所述步骤1中金属箔材为不锈钢、钛、铜、镁、铝、钽、铌、钒、钼、钛合金、铜合金、镁合金、铝合金、钽合金、铌合金、钒合金以及钼合金的中的一种或两种及以上的组合。

作为优选，所述步骤2中的纳米润滑剂中，油的质量分数为1％～4％，纳米粒子的质量分数不大于4％，其余为水。

作为优选，所述步骤2中的纳米粒子为金属氧化物、石墨烯或氧化石墨烯，其中，金属氧化物为TiO₂、ZrO₂、Fe₃O₄、Al₂O₃、ZnO或CuO。

作为优选，所述步骤2中纳米粒子的尺寸或片层厚度不大于30nm。

作为优选，所述步骤2中的油为轧制润滑油。

作为优选，所述步骤1中的清洗具体为：使用无水乙醇进行清洗。