近年来,金属薄板和薄壁零件大量应用在微电子和微机电系统产品中,对微型冲压件的需求量急剧增加。传统的塑性成形设备和工艺方法在微冲压件尺寸更小、结构更复杂、成形质量要求更高时已不能满足需要。随着数值模拟、辅助物理场、新设备、无模或软模成形等技术的发展应用,金属薄板微冲压技术得到快速深入的发展。本文旨在通过单向微拉伸实验获得T2紫铜薄板力学性能参数,通过数值模拟分析优化工艺方案,采用微胀形工艺成形T2紫铜薄板球冠阵列微结构件,并通过质量分析等获得最优工艺路线。开展T2紫铜薄板单向微拉伸实验,研究热处理温度、薄板厚度对其力学性能的影响规律。在350~750℃条件下对20~100μm板厚试样分别进行热处理,然后进行微拉伸实验,结果表明,随着热处理温度升高,T2紫铜薄板屈强比先减小后增大,550℃时薄板具有较高的均匀延伸率,塑性变形能力较强;随着板厚的增加,T2紫铜薄板屈强比不断减小,板厚100μm的T2紫铜薄板在热处理温度550℃时均匀延伸率最大,塑性变形能力较强。进行T2紫铜薄板球冠阵列微结构件微胀形过程数值模拟,研究圆角半径、阵列形状、薄板厚度对微胀形过程影响规律。结果表明,凸凹模倒圆角R0.1可以减小应力集中和最大减薄量,提高塑性变形均匀性;球冠微结构阵列圆心距2.5mm时,微胀形件球冠微结构阵列侧壁、交汇点、交汇边应力、应变值和板材减薄程度较小;随着板材厚度增加,微胀形件球冠微结构阵列侧壁、交汇点、交汇边处应力、应变值减小。所以对凸凹模加工球冠微结构阵列交汇点、交汇边采用倒圆角R0.1优化处理,微胀形件阵列圆心距采用2.5mm。研究T2紫铜薄板球冠阵列微结构件微胀形变形行为,分析热处理温度、薄板厚度对微胀形影响规律。结果表明,微胀形件侧壁减薄率最大,球冠微结构阵列交汇边减薄率小于阵列交汇点,中心球冠底部减薄率最小;随着热处理温度升高,微胀形件侧壁、球冠微结构阵列交汇点、交汇边、中心球冠底部减薄率先减小后增大,温度较高时壁厚减薄较小、分布较均匀,成形质量更高;随着板材厚度减小,微胀形件侧壁破裂越严重,成形质量降低;热处理温度为550℃、板厚100μm时微胀形件壁厚分布最均匀,成形质量最好;微胀形件侧壁凸模圆角处减薄最严重,热处理温度350℃时凸模圆角处最大减薄率达56.5%。开展T2紫铜薄板球冠阵列微结构件超声振动辅助微胀形实验,研究软模、振动保压时间、薄板厚度对微胀形影响规律。结果表明,超声振动辅助软模微胀形工艺成形球冠微结构阵列贴膜性更好,成形高度提高11.66%,壁厚分布更加均匀,板厚20μm、40μm微胀形件侧壁破裂情况得到改善,显著提高了T2紫铜薄板的成形极限,质量明显优于传统微胀形工艺。微胀形件在热处理温度550℃、板厚100μm、振动保压时间80s时成形质量最好。