随着电子行业的飞速发展,人们对轻量化、微型化的追求越来越高,市场对微小型零件的需求量也随之增大。轴类零件在工业发展中占据不可或缺的地位,一般轴类零件的性能要求都比较高,其无论是在传动还是支撑方面,都会受到较大的应力,有时还需要具有较高的耐磨性和耐腐蚀性。经过剧烈塑性变形得到的超细晶纯钛材料力学性能优异,在强度方面已与普通钛合金持平,而且在应用于生物医学时,比钛合金具有更好的生物相容性和无毒性。传统轴类零件的等温锻造等方法有加热效率过低,能耗大等缺点,不符合现代绿色制造、节能制造的生产理念。本文结合纯钛材料电阻率高、导热性能差的特点,提出了采用电流辅助微成形的方法,通过对纯钛坯料直接加电流,在很短的时间内将坯料加热到成形温度,来实现快速节能的成形工艺。本课题主要研究了超细晶纯钛轴类零件电流辅助成形工艺,对纯钛材料的电流辅助微压缩变形行为进行了研究,采用有限元模拟和实际实验相结合的方法,选择出合适的电流加载方式,实现超细晶纯钛轴类零件的高质量制造。通过电流辅助微压缩试验方法探究超细晶和原始晶纯钛材料的力学性能,分析电流在压缩试样变形过程中的影响机制。研究表明,随着电流密度的增加,材料的流动应力降低。在恒流模式下,随着试样变形程度的增加,试样两端的电流降低;在恒压模式下,随着试样变形程度的增加,试样的名义电流密度升高;在升流模式下,随着试样变形程度的增加,纯钛材料的流动应力在应变达到一定值后开始下降。利用Deform-3D有限元模拟软件,在不同的通电模式下,对轴类零件进行模拟成形实验。试验中发现恒流和恒压模式下,坯料的温度降低过快,导致最终成形载荷较高。而在升流模式下可以显著降低坯料温度的降低速度,坯料的软化效果较好,最终成形载荷也较低。此外还对坯料在变形过程中材料的速度场、应变场、温度场等进行了分析,对实际工艺试验的进行具有一定的指导意义。轴类零件电流辅助成形工艺试验结果表明,随着坯料变形程度的增加,坯料的温度降低速度逐渐加快。在相同的最大成形载荷下,升流模式的成形效果最好,台阶处和圆角处的填充质量较好,而且表面的氧化程度较轻。而恒流和恒压模式在7000N的最大成形载荷下,填充效果并不理想,而且中间区域的氧化较为严重。因此选取升流模式的成形效果最好。通过轴类零件摩擦磨损性能实验发现,超细晶轴类零件的耐磨性更好,而且随着转速的增加,摩擦系数和磨损量减小;随着载荷的增加,摩擦系数和磨损量增加。