聚四氟乙烯（PTFE）板在重复波纹和矫直（RCS）工艺中起着至关重要的作用，它充当高性能屏障，可大大降低界面摩擦。 将这些板放置在铝合金样品和钢模壁之间，可以使样品在压缩过程中平稳滑动。这确保了施加的水压能有效地用于变形，而不是浪费在克服表面阻力上。
RCS的成功依赖于严重塑性变形来细化晶粒结构，但高摩擦会损害这一目标。PTFE板通过最大化压力传递效率和保持表面质量来解决这个问题，确保材料在多个加工周期中保持完整。
摩擦管理机制
降低界面阻力
使用PTFE的主要技术原因是其极低的摩擦系数。在RCS的背景下，您是将较软的材料（铝合金）压在较硬的材料（钢模）上。
如果没有缓冲层，这两个表面之间的摩擦将非常大。PTFE板显著降低了这种界面摩擦，防止样品在模壁上“粘连”或拖拽。
优化压力传递
RCS工艺依赖于大容量液压机施加高额定压力，通常约为200 kN。
为了使这种力有效地引起塑性变形，它必须直接传递到材料的内部结构中。PTFE最大限度地减少了表面的能量损失，提高了压力向合金板内部的压力传递效率。
确保材料完整性
促进均匀变形
RCS的最终目标是实现晶粒细化，将粗大结构分解为亚微米或纳米级晶粒。
为了实现这一点，施加到材料上的应变必须是一致的。通过消除表面拖拽，PTFE有助于确保整个样品变形的均匀性，防止可能导致失效的局部应力集中。
最小化表面缺陷
RCS工艺涉及多次旋转和重复的压制循环。
在高压下铝和钢之间的直接接触不可避免地会导致表面擦伤、划痕或咬伤。PTFE充当保护罩，最大限度地减少表面缺陷，并在重复循环中保持样品的结构完整性。
理解权衡
PTFE的消耗性
虽然PTFE提供了优异的润滑性，但主要参考资料明确指出它是消耗品。
这意味着板材的使用寿命有限，并且在RCS的高压和剪切力下会降解。如果在某个周期中板材磨损或撕裂，摩擦力的突然增加会立即损坏样品。
尺寸公差
在模具和样品之间引入额外的层在技术上改变了压制设置的几何形状。
虽然通常可以忽略不计，但PTFE板的厚度必须一致。如果监测不当，板材厚度的变化理论上会影响波纹轮廓的精度。
为您的目标做出正确选择
在此背景下，PTFE不仅仅是一个附件；它是成功进行严重塑性变形的先决条件。根据您的具体目标，以下是看待其作用的方式：
- 如果您的主要重点是工艺效率：优先考虑PTFE质量，以确保200 kN的力完全用于变形，而不是对抗摩擦。
- 如果您的主要重点是材料质量：确保定期使用新的PTFE板，以保证均匀的晶粒细化和无缺陷的表面光洁度。
有效的RCS加工要求将摩擦管理视为一个核心变量，而不是事后考虑。
总结表：
| 特征 | 对RCS工艺的影响 | 对材料的好处 |
|---|---|---|
| 低摩擦系数 | 降低样品和模具之间的界面阻力 | 防止表面粘连和拖拽 |
| 压力效率 | 最大化200 kN液压力的传递 | 确保更深的塑性变形 |
| 表面保护 | 充当铝和钢之间的屏障 | 最大限度地减少表面缺陷、划痕和咬伤 |
| 应变一致性 | 消除压缩过程中的表面拖拽 | 促进均匀的晶粒细化和亚微米结构 |
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参考文献
- Liliana Romero-Resendiz, G. González. Repetitive corrugation and straightening effect on the microstructure, crystallographic texture and electrochemical behavior for the Al-7075 alloy. DOI: 10.22201/icat.24486736e.2022.20.3.1789
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
