Una de las operaciones de formación de metales más difíciles que actualmente se practican en los sectores aeroespacial y del transporte es el hilado de metal, incluyendo derivados, tales como la formación de cizallamiento y de flujo que forma 1, 2. En este proceso, una pieza de trabajo de revolución se coloca sobre un mandril que representa la forma final deseada, y se dio en contacto con uno o más incide rodillos. La pieza de trabajo que está siendo comprimido entre el rodillo y el mandril a continuación se deforma plásticamente, con una respuesta diversa, incluyendo la flexión elongación combinada, adelgazamiento y axial. En un material que tiene una ductilidad limitada o es de otro modo difícil de formar, esto se lleva a veces a una temperatura elevada para disminuir el estrés de flujo y el aumento de la ductilidad.
Desde un punto de vista de procesamiento, hay una amplia gama de parámetros que pueden dictar la forma y propiedades del componente fabricado. Numerosos estudios se han centradoen técnicas estadísticas para la optimización de varios parámetros de 3, 4, 5. Las variables incluyen la geometría de herramientas, tales como la forma de la herramienta y el mandril; formación de velocidades incluyendo tanto las tasas de velocidad de rotación del mandril y piensos utillaje; así como las propiedades del material. Cuando se requieren temperaturas elevadas, los profesionales necesitan para evaluar la temperatura mínima necesaria al tiempo que conserva un producto de sonido.
aleaciones de fundición de aluminio se emplean en una amplia variedad de aplicaciones de automoción y aeroespacial, con el A356 aleación utilizada en las ruedas del automóvil. Sin embargo, esta aleación no es adecuado para formar a temperatura ambiente 6, 7 debido a su ductilidad limitada y debe formarse a temperaturas elevadas. Esto introduce una gran cantidad de procesamiento de la complejidad, principalmente en el control de la temperatura. Como las propiedades de este material de cambio de SIGNIFICAntly con la temperatura 8, es particularmente importante realizar ensayos instrumentados en el que las condiciones térmicas se pueden mantener dentro de una ventana de procesamiento razonable y ser monitoreados. Los datos detallados sobre el comportamiento termomecánico de A356 de colada que van desde la temperatura ambiente hasta 500 ° C en un amplio intervalo de velocidades de deformación pueden ser revisados en otro lugar. 9
Con el fin de apoyar el desarrollo y la optimización de las operaciones para la fabricación rueda de formación de flujo, que forman el equipo costumbre se ha desarrollado en el Departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad de Columbia Británica (Figura 1). Este aparato se ha construido principalmente de un torno cabestrante manual, accionado por correa con una potencia total de 22 kW, y un sistema de calefacción de propano antorcha con una potencia máxima de 82 kW (Figura 2). Un mandril con termopares integrados junto con un conjunto de rodillo rígida (Figura 3) ha sidoinstalada, que es capaz de formar piezas de trabajo hasta 330 mm de diámetro. El mandril tiene un sistema de sujeción de accionamiento manual que es capaz de dar cuenta de grandes cambios en el diámetro de la pieza que se producen durante el procesamiento (Figura 4). Una batería operado sistema de adquisición de datos (DAQ) que contiene un ordenador inalámbrico miniatura capaz de monitorizar la temperatura del mandril durante la formación y la pieza en bruto para la calefacción caracterización se ha instalado en la pluma del torno. Mientras que otros procesos de formación de flujo se han sintetizado usando tornos adaptados 4, 10, el presente aparato es el primero a encarnar en la calefacción situ y datos térmicos adquisición.
Un protocolo de procesamiento para las operaciones de formación a escala industrial-ha sido desarrollado para proporcionar las condiciones de procesamiento indicativos. Se describe posteriormente, este protocolo consiste en herramientas y preparación de la pieza, que forma práctica, concluding con el extremo de formación de operaciones de prueba.

Figura 1: Información general del aparato experimental. componentes principales que se han añadido a un torno cabrestante modificada para formar a temperaturas elevadas. Fotografía del equipo (arriba) y de las principales direcciones de trabajo y componentes etiquetados en una representación de diseño asistido por ordenador (parte inferior). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Calefacción detalle del sistema. Un sistema de calefacción de propano con cuatro quemadores discretos (superior e inferior derecha) accionadas desde un colector central que contiene un solenoide de control de gas (parte superior e inferior izquierda).La presión de gas y un caudal discreto a cada uno de los quemadores es posible, junto con la colocación a lo largo de la pieza en bruto para ajustarse a diferentes geometrías. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Soporte de rodillos detalle el montaje. El titular de la herramienta original por el torno ha sido adaptado para sostener un rodillo en arbitraria ángulos con respecto al eje de giro del mandril a través de un conjunto de tuerca de atasco. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Mandril instrumentada y visión general del sistema de sujeción. El herramientas rotativas ha sido diseñado para atornillar directamente al husillo del torno, que es a su vez el apoyo de un centro vivo en el cabezal móvil (arriba y abajo izquierda). conjunto de abrazadera / operación también se muestra (arriba y abajo a la derecha). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.