一种铝合金微拉深杯的深冷微拉深工艺的制作方法

本发明属于金属材料塑性成形技术领域，特别涉及一种铝合金微拉深杯的深冷微拉深工艺。

背景技术：

随着微电子领域的快速发展，微成形领域得到国际社会的广泛关注。人们致力于通过各种工艺与技术制备出高性能的微成形件。特别是，随着人们对工件重量降低需求的增加，对箔材厚度减薄、性能提升的需求快速增加。

降低工件重量的一个重要方法就是实现材料的减少或者材料密度的降低。对于铝合金而言，其密度低、强度高，但是，在常温下韧性较低，因而应用受到了限制。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铝合金微拉深杯的深冷微拉深工艺，制备的高性能铝合金微拉深杯厚度更薄、性能更好，可以降低现有铝合金微拉深杯重量，同时保证韧性，最终提高工件使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铝合金微拉深杯的深冷微拉深工艺，包括如下步骤：

第一步：以铝合金箔材为原料，铝合金箔材厚度在5-300μm；

第二步：将铝合金箔材加工成一定尺寸的片状材料；

第三步：将加工后的铝合金箔材放入液氮中进行冷却，冷却10-20分钟，温度被均匀冷却到-190±2℃；

第四步：将冷却后铝合金箔材取出，进行深冷微拉深变形，生产出高性能的铝合金微拉深杯。

所述第二步中，加工尺寸根据连续作业尺寸进行调整。

所述第四步中，深冷微拉深变形是在微拉深变形过程中，采用喷枪喷射液氮气体进行冷却和润滑。

本发明的主要原理为利用超低温塑性变形，使铝合金的强度与韧性同步提高，与此同时，利用微拉深成形技术，制备出直接应用的高性能零部件。采用深冷微拉深技术适合于制备铝合金微拉深杯。该铝合金微拉深杯在微电子等领域具有广阔前景。

附图说明

图1为铝合金箔材微拉深杯的深冷微拉深制备流程图。

图2为采用该深冷微拉深技术制备的铝合金微拉深杯结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

铝合金的密度显然比较低，另外，其高温韧性较好，室温韧性较差，但是在超低温情况下韧性又变得很好。若对铝合金材料进行深冷成形，则可以大幅提高铝合金构件的强度与韧性。

基于以上原理，如图1所示，本发明铝合金微拉深杯的深冷微拉深制备工艺过程如下：

第一步：以铝合金箔材1为原料，铝合金箔材1厚度在5-300μm。

第二步：将铝合金箔材1成一定尺寸的片状材料，得到工件3，尺寸根据连续作业尺寸进行调整。

第三步：将工件3放入深冷箱2内的液氮中进行冷却，冷却10-20分钟，实现材料温度被均匀冷却到-190±2℃左右。

第四步：将冷却后的工件3取出，基于上模5和下模6，进行深冷微拉深变形，生产出高性能的铝合金微拉深杯8。在深冷微拉深变形过程中，采用喷枪4喷射液氮气体进行冷却和润滑。

在本发明的一个实施例中，

采用铝合金aa1050箔材为原料，箔材厚度为23μm。首先，将1050铝合金箔材放入液氮中进行冷却，10分钟后，取出箔材。采用深冷拉深技术，按照图2尺寸进行微成形，微拉深过程采用液氮进行冷却，其中rd＝0.1mm、dd＝0.69mm、db＝1.1mm、tb＝23μm、rp＝0.1mm、dp＝0.654mm，制备出直径为0.1mm的微拉深杯。

技术特征：

技术总结
一种铝合金微拉深杯的深冷微拉深工艺，以铝合金箔材为原料，将其加工成一定尺寸的片状材料，放入液氮中进行冷却，冷却10‑20分钟，温度被均匀冷却到‑190±2℃；然后取出，进行深冷微拉深变形，生产出高性能的铝合金微拉深杯，深冷微拉深变形是在微拉深变形过程中，采用喷枪喷射液氮气体进行冷却和润滑。本发明的主要原理为利用超低温塑性变形，使铝合金的强度与韧性同步提高，与此同时，利用微拉深成形技术，制备出直接应用的高性能零部件。采用深冷微拉深技术适合于制备铝合金微拉深杯。该铝合金微拉深杯在微电子等领域具有广阔前景。

技术研发人员：喻海良;崔晓辉;王青山
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2017.08.08
技术公布日：2018.01.09