Name: נוהל ניסיוני עבור ספינינג חם של רכיבי אלומיניום יצוקים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: למד את פרוטוקול הספינינג החם של סגסוגות אלומיניום יצוקות לצורך אימות מודלים תהליכיים. שיטה זו מאפשרת לחקור את התפתחות המבנה המיקרוסקופי ולהעריך התנהגות מכנית של חומרים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות רוס מקלאוד, דוד טורוק, Wonsang קים וקרל Ng עבור התמיכה הטכנית שלהם. MJ רוי רוצה להכיר את התמיכה של EPSRC (EP / L01680X / 1) דרך חומרי דרישת מרכז סביבות להכשרת הדוקטורט וריו טינטו Alcan לתמיכה כספית דרך פרס מלגת מחקר.

1. הכנה לחומר לצורך גיבוש ניסויים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוכשת workpieces כמו יצוק במכונה לגודל mandrel כך runout קוטר פנימי 0.2 מ&quot;מ, ואילו קוטר חיצוני שומרת ככל משטח יצוק ככל האפשר. הערה: אם חסרים שאובים יציקות גלגל בגודל מלא, פעולות עיבוד נדרשות להסיר את כל לרכזת ודיבר חלקים, תוך מתן תכונות אשר יכול להיות מועסקת על מנת להדק את לחומר mandrel. זה כולל הסרת מקורבות פנסיון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרום לחמם תנור ארון מסוגל לקבל את לחומר כולו ל -135 מעלות צלזיוס, לנקות לחומר עם מסיר שומנים ומכניסים לתנור למשך שעה להתכונן יישום ציפוי מכשול תרמי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהירות להסיר את לחומר מכבשן, ומניחים על לנענע ציפוי. שימוש מרסס צבע רכב מסוג, למרוח שכבה דקה של ציפוי למות מכשול התרמי לקוטר הפנימי. הערה: ציפוי זה יספק שימון ולהפחית חום העברהאל mandrel במהלך פעולות גיבוש. </li></ol> 2. הכנה נוסע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נגבו את פני השטח mandrel עם מטלית לחה. ודא כי mandrel יש runout סיבוב כולל של &lt;0.5 מ&quot;מ באמצעות אינדיקטור מד חיוג לאורך הטביעה. להעריך את זה עם מרכז נוסע חי עוסק בצלחת tailstock. באמצעות מפתח מומנט, להבטיח שכל המחברים מלבד אלה על מכלולי המהדק הם הדקו לערכי מומנט שצוינו עבור כיתת 12.9 ברגים (ב Nm: M8 - 40, M12 - 135, M16 - 340). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המערכת מראש חימום על ידי יכולות של סולנואיד אספקת הגז ראשון, ולאחר מכן הצתת הלפידים עם צור להצית מצית. הפעל את מערכת מראש חימום במשך 10 דקות כדי לגרש כל מעובה שנאספו לפידים / צינורות. לכבות על ידי כיבוי סולנואיד אספקת הגז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כל שכבת ציפוי רופף / חמצון על mandrel עם נייר סיליקון קרביד חצץ יבש 600 / P1200 תוך כדי סיבוב mandrel ב- 20 סיבובים לדקה(סל&quot;ד). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כוח מודול על-בכרטיס איסוף נתונים, ולהפעיל את המערכת מראש החימום עד הצמדים מוטבעים פני שטח mandrel לקרוא 200 ° C עם המרכז החי עוסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש מרסס צבע רכב מסוג קל המעייל את פני השטח mandrel עם חומר סיכה על בסיס מי חישול-ולאפשר נוסע רוטרי להתקרר לטמפרטורת סביבה עם המרכז נוסע החי עוסק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחרר את הרכבת אגוז ריבה על דוכן רולר (איור 3) עם מפתח ברגים. הגדר את הגישה או זווית התקפה שבמכלול רולר שימוש במד זווית אינסטרומנטליים, והדק שני אגוזים פנימיים וחיצוניים (M35 - 750 ננומטר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב 3 אסיפות מהדק (איור 4) על ידי העוסקים הראשון הבריח בכתף M12 להתחבר אלמנט 2 עד סוגר מהדק. בדוק עבור כל עיוות תרמית אשר תמנע אלמנט 2 באיור 4 מ חלקה פועל נגד סוגר המהדק. ודא כי הם לנוע בחופשיות, בקלילות sAnding משטחים במגע עם נייר סיליקון קרביד חצץ 320 / P400 יבש. למרוח שכבה דקה של חומר סיכת מוליבדן מבוסס בטמפרטורה גבוהה באמצעות מטלית לפי צורך. </li></ol> 3. פעולות גיבוש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את כלי רולר לעמוד לחלוטין מן mandrel לכיוון הציר, הזז את tailstock והמרכז להיות ברור של mandrel. גרור את לחומר על mandrel להבטיח אפילו אירוסין. הערה: ככל החסר הם axisymmetric להלכה, אין אורינטציה מועדפת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכיבו את מלחציים על mandrel ידי העוסקים הפינים למות מחודדות והיד הידוק ברגים M16 פועל באמצעות mandrel לתוך הגושים מהדק. ודא שיש לחץ מיושם על ידי החלפה והידוק ידני, ואחריו מפתח ברגי השפעה פנאומטי מוגדר 50 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מערכת החימום ומיד להתחיל את mandrel מסתובב ב 20 סל&quot;ד. שמור הפעלת חום עד מלחציים לשחרר. לקבלת מידע אודות התהליך הנחשב, זה apבסמיכות 3 דקות. הערה: הפעם יהיה שונה במקצת עבור כל לחומר בשל הבדלים דקים fitment לחומר / mandrel. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכבות את מערכת החימום לעצור את הסיבוב של mandrel כך מהדק הראשון הוא נגיש עם מפתח ברגי השפעה. בתוך 30 שניות, ולהדק את כל מלחציים עם מפתח ברגי השפעה או הוראות ולהקליט את טמפרטורת פני השטח של לחומר ב 3 מקומות לאורכו של אזור ההיווצרות עם בדיקה תרמית ריד-סוג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.4 עד לחומר הוא בטמפרטורה להרכיב מתאימה; לכל הפחות, 350 מעלות צלזיוס במשך A356. בצע הידוק סופי של מלחציים עם מפתח ברגים ההשפעה להגדיר עד 200 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את גלגלת axially ו רדיאלית (כ. 2-5 מ&quot;מ מפני השטח לחומר) למצב של טביעה, ולבצע אחד מהדק האחרון הידוק (שלב כלומר 3.4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם מערכת החימום על, להגביר את קצב הסיבוב של המחרטה למהירות להרכיב המיועד, להעסיק את המכבשעומק שנקבע מראש לתוך לחומר, ולהפעיל את ההזנה חיתוך הבורג כדי להזיז את מכבש axially לאורכו של לחומר. הערה: לקבלת הגיאומטריה הנוכחית, תוצאות סבירות הושגו ב 281 סל&quot;ד עם תנועה צירית של 0.21 מ&quot;מ / מהפכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.7 כנדרש להגביר את רמת העיוות. אחרי כל מסירה להרכיב, להבטיח כי הטמפרטורה לא לרדת מתחת לטמפרטורה להרכיב האופטימלית על ידי עצירת mandrel ושימוש החללית התרמית ריד מהסוג הזהה מועסקי שלב 3.4. אם הטמפרטורה להרכיב אופטימלי ירד, חזור על שלבים 3.4 ו -3.5 לחמם. הערה: חימום מחדש יכול להיות מועסק, אולם על חשבון פוטנציאל להגיע להיקף היכולת של מערכת המהדק לרסן לחומר. </li></ol> 4. פעולות גיבוש הודעה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פעם אחת את רמת עיוות הרצויה הושגה, לעצור את מערכת החימום, ולבטל את כל ווי התלייה ולאחר לנתק את tailstock להשיג CLEarance להסרה לחומר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטפוח בעדינות את לחומר עם חתיכת פליז להיפרד mandrel. אם זה מוכיח להיות יעיל, מחדש המפעיל את מערכת החימום לסובב את mandrel ב 20 סל&quot;ד קשה בעדינות עד המפריד הריק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות כלי מניפולציה מתאימים כגון מלקחיים או כפפות מבודדות בכבדות, או להרוות את לחומר במים ב 60 ° C כדי למנוע הזדקנות נוספת, או ומניח להצטנן באוויר כדי למזער מתח / עיוות שיורית. </li></ol>

<ol><li>Wong, C., Dean, T. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089069550300172X">A review of spinning, shear forming and flow forming processes.</a> Int. J Mach Tool Manu. 43 (14), 1419-1435 (2003).</li>
<li>Music, O., Allwood, J. M., Kawai, K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013609003094">A review of the mechanics of metal spinning.</a> J Mater Process Tech. 210 (1), 3-23 (2010).</li>
<li>Razani, N. A., Jalali Aghchai, A., Mollaei Dariani, B. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s00170-013-5377-z">Flow-forming optimization based on hardness of flow-formed AISI321 tube using response surface method.</a> Int J Adv Manuf Tech. 70 (5), 1463-1471 (2014).</li>
<li>Abedini, A., Rash Ahmadi, S., Doniavi, A. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s00170-014-5732-8">Roughness optimization of flow-formed tubes using the Taguchi method.</a> Int J Adv Manuf Tech. 72 (5), 1009-1019 (2014).</li>
<li>Davidson, M. J., Balasubramanian, K., Tagore, G. R. N. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013607008187">Experimental investigation on flow-forming of AA6061 alloy-A Taguchi approach.</a> J Mater Process Tech. 200 (1-3), 283-287 (2008).</li>
<li>Cheng, Y. C., Lin, C. K., Tan, A. H., Lin, J. C., Lee, S. L. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/233459157_Effect_of_Spinning_Deformation_Processing_on_the_Wear_and_Corrosion_Properties_of_Al-7Si-03Mg_Alloys">Effect of Spinning Deformation Processing on the Wear and Corrosion Properties of Al-7Si-0.3Mg Alloys.</a> Mater Manuf Process. 25 (7), 689-695 (2010).</li>
<li>Mori, K., Ishiguro, M., Isomura, Y. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013608006365">Hot shear spinning of cast aluminium alloy parts.</a> J Mater Process Tech. 209 (7), 3621-3627 (2009).</li>
<li>Roy, M. J., Maijer, D. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092150931400700X">Response of A356 to warm rotary forming and subsequent T6 heat treatment.</a> Mat Sci Eng A-Struct. 611, 223-233 (2014).</li>
<li>Roy, M. J., Maijer, D. M., Dancoine, L. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1206.2344">Constitutive behavior of as-cast A356.</a> Mat Sci Eng A-Struct. 548, 195-205 (2012).</li>
<li>Molladavoudi, H. R., Djavanroodi, F. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s00170-010-2782-4">Experimental study of thickness reduction effects on mechanical properties and spinning accuracy of aluminum 7075-O, during flow forming.</a> Int J Adv Manuf Tech. 52 (9), 949-957 (2011).</li>
<li>Smolenicki, D., Boos, J., Kuster, F., Roelofs, H., Wyen, C. F. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0007850614000869">In-process measurement of friction coefficient in orthogonal cutting.</a> CIRP Ann-Manuf Techn. 63 (1), 97-100 (2014).</li>
<li>Xu, W., Zhao, X., Ma, H., Shan, D., Lin, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020740316300212">Influence of roller distribution modes on spinning force during tube spinning.</a> Int J Mech Sci. 113, 10-25 (2016).</li>
<li>Roy, M. J., Maijer, D. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013615300418">Analysis and modelling of a rotary forming process for cast aluminium alloy A356.</a> J Mater Process Tech. 226, 188-204 (2015).</li>
<li>Lu, P., Zhang, Y. K., Ma, F. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/1687814015596115">Finite element analysis on multi-step rolling process and controlling quality defect for steel wheel rim.</a> Adv Mech Eng. 7 (7), 1-11 (2015).</li>
</ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

תוצאות הנציג שמוצגות למעלה שיא שהפרוטוקול והציוד המועסק הוא מסוגל להרכיב אלומיניום יצוק בטמפרטורות גבוהות, ספקה פלטפורמה לקבוע חלון עיבוד זרימה להרכיב גלגלים. הטכניקה הפגינה יכולה לשמש כדי לחקור היבטים של יצירת מעטפות, כוללים איך הן נוצרו חומר מעוצב מגיב לחום טיפול 8. עם זאת, יש מקום לשיפור עם פרוטוקול העיבוד הנוכחי עם מנגנון זה. לגבי מכשור נוסף, אשר יאיץ את פיתוח מודלי תהליך, הכללת דינמומטר מכונית-כלי tribometers 11, 12 למדוד להרכיב המון וגורם חיכוך על רולר יספק מידע חשוב על תנאי התהליך. זוהי טכניקה ומכשור מועסקת נרחב עבור מחקרי עיבוד מאונכים, ולא יכלהייושם בקלות במחשב הנוכחי. מכשור נוסף זה יספק מידע שימושי כדי לאמת של מאמצי בניית מודלים במדויק 13, 14 ולתמוך העניין תעשייתי הגדלה בתהליך זה. על מנת ביעילות ללכוד את האבולוציה של טמפרטורה של ריק במהלך עיבוד, טכניקת מדידה ללא מגע רצויה. עם זאת, טכניקות אינפרא אדומות מבוסס משותף הם הקשו על ידי emissivity הנמוך של האלומיניום וכיצד שינויי השטח במהלך עיבוד. זוהי הסיבה העיקרית מדוע מאובזרת, מזמין ריק הועסק כדי ללכוד את תגובת התרמית האופיינית שהושגה עם הפרוטוקול המתואר, ושירת לאכלס ניתוח העברת חום בסיס להתייחס טמפרטורה פני mandrel כדי לחומר. כמו כן, הוא במידה רבה תהליך ידני להרכיב עבור חומר שהוא רגיש לעת בטמפרטורה, כמה סתירות בין הריצה לרוץ הןצפוי. סגסוגות אלומיניום יש microstructures רגישים מאוד בטמפרטורות מעל 100 מעלות צלזיוס בשל מנגנוני הזדקנות. לכן, את השלבים הקריטיים ביותר בתוך הפרוטוקול הם 1.2 ו 3.3-3.7, שבה מתחילה חלל הריק הוא בטמפרטורות גבוהות. הידוק מחדש ישיבת המהדק חייב להתנהל מהר ככל האפשר כדי לשמור על דירות בין פעולות גיבוש. לחומר באתרו החימום המועסק במהלך שלב קדם-החימום הוא יעיל למדי יכול להשתפר באמצעות חימום קרינה. מהירויות העיבוד כוללות במונחים של תנועות mandrel כלי שניתן להשיג מוגבלות במידה מה על ידי היכולות של המחרטה המועסקת. במהירויות להרכיב גבוהות דורשות מסגרת נוקשה יותר עם קיבולת עומס גבוהה, במיוחד אם גיבושה של חומר חזק היו להיות ניסה. הידוק ושחרור לחומר יכולים להיות שיפור בתוספת actuation ההידראולי או פנאומטיים. כמו העברת חום מן blank אל mandrel הוא בעיקר פונקציה של לחץ שהטיל לחומר על mandrel, בנוסף זה יכול גם לשפר גישה מודל מבוסס לברר את הטמפרטורה לחומר במהלך גיבוש עם המערכת הקיימת. המנגנון ואת ההליך המתואר הוכיח כי להרכיב המון חומר זה בתנאים אלה גישות אלה לפעולות מפנה סטנדרטיות, ונשאר תהליך מאוד וחסכוני שבאמצעותו לבצע ניסויים וייצור. מחקר לתוך מסלולי formability ייצור שונים ניתן לבצע הרחק ציוד להרכיב מסחרי, שהוא יקר מאוד לתפעול. עם מנגנון הפרוטוקול מתואר, פרמטרי עיבוד יכולים להיחקר לפני הבנייה בקנה מידה גדולה יותר, ציוד תפוקה גבוה יותר, ואת הידע של המחברים, הוא גישה ייחודית. כמו פרוטוקול שפותח יושם רק גרסה אחת ספציפית של סגסוגת אלומיניום יצוק,מחדש הוא שפע של סגסוגות יציקת אלומיניום אחרות, העשויות להיחקר עבור מגוון רחב של יישומים מעבר גלגלי רכב. סגסוגות אלה יש חלונות עיבוד דומות כ מנקודת מבט טמפרטורה, הפרוטוקול שפותח ניתן להתאים בקלות.

אחד המבצעים מתכת יוצר המאתגרים יותר כיום להיות מתורגלים בענפים והחלל והתחבורה הוא לחצנות, לרבות נגזרים כגון להרכיב גזירה וזרימה להרכיב 1, 2. בתהליך זה, לחומר axisymmetric מושם על mandrel המייצג את הצורה הרצויה הסופית, וסובב במגע עם גלילים אחד או יותר מתנגשים. לחומר להיות דחוס בין ההרים mandrel אז ומעוות plastically, עם תגובה מגוונת כולל כיפוף בשילוב, דלילה ואת ההתארכות צירית. בשנת חומר אשר יש משייכות מוגבלות או אחר קשה ליצור, זה לפעמים מתבצע בטמפרטורה גבוהה כדי להפחית רמות זרימת משייכות עלייה. מבחינת עיבוד, יש מגוון רחב של פרמטרים אשר יכול להכתיב את הצורה ואת המאפיינים של רכיב יוצר. מחקרים רבים התמקדועל שיטות סטטיסטיות לייעול פרמטרים שונים 3, 4, 5. משתנים כוללים גיאומטריה נוסע, כגון צורת הכלי mandrel; להרכיב מהירויות כולל שני שיעורי שיעור ולהאכיל נוסע סיבוב mandrel; כמו גם תכונות החומר. כאשר טמפרטורות גבוהות נדרשות, מתרגל צריכים להעריך את הטמפרטורה המינימאלית הנדרשת תוך שמירת מוצר קול. סגסוגות אלומיניום: יציקה מועסקות במגוון רחב של יישומי רכב ותעופה, עם A356 סגסוגת המשמש גלגלי רכב. עם זאת, סגסוגת זו אינו מתאים להרכיב בטמפרטורת החדר 6, 7 בשל משיכות שלה מוגבל חייב להיווצר בטמפרטורות גבוהות. זה מציג שורה של עיבוד מורכב, בעיקר שליטה על הטמפרטורה. כפי המאפיינים של החומר הזה לשנות significantly עם טמפרטורה 8, חשוב במיוחד לבצע ניסויי instrumented שבו תנאים תרמיים יכולים להישמר עד בתוך חלון עיבוד סביר להיות במעקב. נתונים מפורטים על ההתנהגות טרמומכני של A356 כמו יצוק החל טמפרטורת הסביבה עד 500 מעלות צלזיוס על פני טווח רחב של שיעורי זן יכולים להיבדק במקום אחר. 9 על מנת לתמוך בפיתוח ואופטימיזציה של זרימת להרכיב פעולות לייצור גלגל, ציוד להרכיב מותאם אישית פותחה במחלקה להנדסת חומרים באוניברסיטת קולומביה הבריטית (איור 1). מנגנון זה כבר בנוי בעיקר מחרטה ידנית, כנן מונחה חגורה עם תפוקה כוללת של 22 כ&quot;ס, ומערכת חימום פרופאן לפיד עם תפוקת שיא של 82 כ&quot;ס (איור 2). Mandrel עם צמדים מוטבעים יחד עם הרכבת רולר נוקשה (איור 3) כברמותקן, שהיא מסוגלת ליצור workpieces עד 330 מ&quot;מ קוטר. Mandrel יש מערכת הידוק פעילה באופן ידני אשר מסוגל לתת דין וחשבון על שינויים גדולים בקוטר לחומר המתרחשים במהלך העיבוד (איור 4). סוללה מופעלת קליט נתונים (DAQ) במערכת המכילה מחשב אלחוטי זעיר יכול לנטר את הטמפרטורה של mandrel במהלך להרכיב את הכרטיס ריק חימום מאפיינת הותקן על הקולמוס של המחרטה. בעוד להרכיב תהליכי זרימת אחרים היו מסונתזים באמצעות מחרטות מותאמות 4, 10, המנגנון הנוכחי הוא הראשון לגלם חימום באתרו ונתוני תרמית רכישה. פרוטוקול עיבוד עבור פעולות גיבוש תעשייתית בקנה מידה פותחה כדי לספק תנאי עיבוד מעידים. תאר לאחר מכן, פרוטוקול זה מורכב נוסע והכנה לחומר, בפועל להרכיב, שיתוףncluding עם סוף להרכיב פעולות בדיקה. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig1.jpg" /> איור 1: סקירה כללית מנגנון ניסיוני. רכיבי עיקרון אשר נוספו מחרטת כנן שונה לעיצוב בטמפרטורות גבוהות. תצלום של ציוד (למעלה) עיקריים הפועלים כיוונים ורכיבים שהכותרת על תיאור תכנון בעזרת מחשב (למטה). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig2.jpg" /> איור 2: פירוט מערכת חימום. מערכת חימום פרופאן עם ארבעה מבערים בדידים (עליון ימני תחתון) ומונעים מתוך סעפת מרכזי המכילה סולנואיד שליטת גז (עליון ותחתון משמאל).לחץ גז בקצב זרימה דיסקרטי לכל המבערים אפשריים, יחד עם מיקום לאורך ריק כדי להתאים בגיאומטריות שונות. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig3.jpg" /> איור 3: רולר לעמוד בפירוט הרכבה. בעל הכלי המקורי על עבור המחרטה הותאמה לקיים רולר ב שרירותי זוויות ביחס ציר הסיבוב של mandrel באמצעות הרכבת אגוז ריבה. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig4.jpg" /> איור 4: <strong&gt; Mandrel המאובזרת ואת סקירה כללית של מערכת מהדק. נוסע רוטרי תוכנן כדי להבריח ישירות ציר מחרטה, שהוא בתורו נתמך על ידי מרכז חי על tailstock (העליון השמאלי התחתון). קלאמפ הרכבה / פעולה גם מתוארת (עליון ימני תחתון). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table><tbody><tr><td><חזק>מגיב / חומר< / חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>שומן בטמפרטורה גבוהה</td><td>Dow Corning</td><td>Molycote M-77</td><td></td></tr><tr><td>חומר סיכה בטמפרטורה גבוהה</td><td>מעולה גרפיט</td><td>sureCOAT</td><td></td></tr><tr><td>מעיל למות בטמפרטורה גבוהה</td><td>וזוב / פוסקו</td><td>DYCOTE 32</td><td></td></tr><tr><td><חזק>שם< / חזק><</td><td>חזק>חברה</td><td>Catalog Number</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Live center</td><td>Riten</td><td>Industries 17124</td><td>ראש פעמון, קפיץ טעון</td></tr><tr><td>מתאם מרכז חי</td><td>Riten Industries</td><td>431</td><td>מתאם למחרטה</td></tr><tr><td>מפתח אימפקט</td><td>שיקגו פנאומטי</td><td>CP7749-2</td><td>כונן 1/2 אינץ', מפתח מומנט 0-545 ft-lb</td></tr><tr><td></td><td>Westward Tools</td><td>6PAG0</td><td>1/2 אינץ' כונן, 0-250 ft-lb</td></tr><tr><td>מרסס צבע מופעל אוויר</td><td>Cambell Hausfeld</td><td>DH4200</td><td>למעיל למות</td></tr><tr><td>מרסס צבע מופעל אוויר</td><td>Cambell Hausfeld</td><td>DH5500</td><td>לחומר סיכה מבוסס גרפיט, סוג לחץ נמוך בנפח גבוה (HVLP)</td></tr><tr><td>יחידת רכישת נתונים</td><td>מדידה מחשוב</td><td>USB-2416</td><td></td></tr><tr><td>Reed צמד תרמי</td><td>אומגה הנדסה</td><td>88108</td><td></td></tr><tr><td>מיכל פרופאן</td><td>גנרי</td><td></td><td>20/40 lb, POL מצויד</td></tr><tr><td>שסתום סולנואיד</td><td>Aztec חימום</td><td>SV-S121</td><td></td></tr><tr><td>רגולטור גז</td><td>Aztec חימום</td><td>67CH-743</td><td>0-30 psi</td></tr><tr><td>קצות מבער</td><td>מדויק</td><td>3119</td><td>כמות: 4</td></tr><tr><td>מיסבי גלילה</td><td>SKF</td><td>32005 X/Q</td><td>כמות: 2</td></tr><tr><td>ציוד שנותר תוכנן ומיוצר בתוך הבית</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

נוהל ניסיוני עבור ספינינג חם של רכיבי אלומיניום יצוקים

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

ביצועים גבוהים, גלגלי רכב אלומיניום יצוק יותר ויותר מתהווים באופן הדרגתי באמצעות זרימה להרכיב / לחצנות בטמפרטורות גבוהות כדי לשפר את תכונות חומר. עם מגוון רחב של פרמטרי עיבוד שיכול להשפיע הוא על הצורה השיגה ומאפיינים וחומריים, זה סוג של עיבוד הוא לשמצה קשה עמלה. גרסה פשוטה יותר, אור-חובה בתהליך תוכננה ויושמה גלגלי רכב בגודל מלא. המנגנון נועד לסייע בהבנת מנגנוני עיוות ואת תגובת החומר לסוג זה של עיבוד. פרוטוקול ניסוי פותח כדי להתכונן, ולאחר מכן לבצע ניסויים להרכיב מתואר על חסר הגה כמו יצוק A356. פרופיל התרמית השיג, יחד עם פרטי מכשור מסופקים. דמיות עם בקנה מידה מלאה ויצר פעולות אשר להקנות עיוות משמעותית יותר בשיעורים מהר נדונה.

כמו יצוק workpieces A356 אלומיניום נוצרו על פי השיטה המתוארת במאמר זה. Workpieces התקבל גלגלים כמו יצוק של יצרן גלגל בצפון אמריקה העסיק בלחץ הנמוך למות ליהוק תהליך. לחומר אחת מאובזר עם צמדים לא הוקם, אבל עבר מחזור טרום חימום (פרוטוקול סעיף 3, צעדי 3.3-3.5) כדי ללכוד את חלוקת הטמפרטורה על פני השטח של ריק במהלך היבט זה של התהליך. תגובה זו מוצגת באיור 5. דגימת 3 נוספים היו מעוותים לרמות שונות, כולל אחד אשר קיבל שתי הזמנות להרכיב עבור רמה גבוהה של עיוות. שתי הדוגמות הראשונות והכרטיס הראשון שבוצע על המדגם האחרון שמשו ליישר לחומר עם שינוי להדגמה קצת עובי קיר. הפחתת עובי הדופן האחרונה מדגם השיא הייתה כ -10%, שרובם הושגה הרשות השנייהss. בחתכים מיקרו של-לוהק ריק לאלה שהושגו מדגם מרובה עוברים מוצגים באיור 6. הנה, מיקרו-לוהק מוצג להיות מעודן באופן משמעותי על ידי תהליך עם תכונות הדנדריטים בקושי ניתן להבחין. Eutectic interdendritic קטוע על ידי עיוות שהוטלו, יצירת מיקרו הרבה יותר הומוגנית מאשר במדינת כמו יצוק. זה משפר את משיכות הכוללת וכן נכסים עייפות שבר של הרכיב. המחברים תארו בעבר יותר פרטים של גיאומטריה לחומר, שינויי חתך מסוימים עובי דופן, פגמים ציינו, וריאציה ממדית מייקרו על הסט המלא של דגימות 8, 13. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig5.jpg" /> איור 5: פרופיל טמפרטורה אופייני של mandrel ו b<html> כָּחוּשׁ וּגָבוֹהַ. תגובת תרמית חולפת נציג הריק mandrel שהושגה עם מערכת החימום. אנכי קווים מקווקווים מציינים היכן מלחציים הוחמרו במהלך שלבי החימום המוקדמים, והחץ השחור המתארות טביעה. הקו האנכי האחרון מראה היכן מערכת החימום הייתה כבויה בזמן המערכת מקוררת. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig6.jpg" /> איור 6: As-יצוק תוצאה נוצרה. AS-קיבל, כמו יצוק משטח ריק וגיאומטריה בעל קוטר פנימי מינימלי של 330 מ&quot;מ (למעלה) היה מעוות שני מעברים לספק את התוצאה מוצגת (באמצע). מייקרו הדנדריטים כמו היצוק (למטה משמאל) הוא שונה בעליל על ידי המבצע להרכיב טיפול בחום T6 הבא (מימין למטה) כפי שנצפה עם מיקרוסקופיה אופטית 8, 13.ig6large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

פרוטוקול הניסוי עבור רוטרי חם המאובזרת להרכיב של סגסוגות אלומיניום יצוק העסקת מנגנון בקנה מידה תעשייתי העידו מוצג. שיקולים ניסוייים כולל אפקטים תרמיים ומכאניים נדונים, וכן דמיות עם עיבוד בקנה מידה מלאה של גלגלי רכב.

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לייצר חומר מייצג של תהליך תעשייתי בקנה מידה גדול יותר לאימות מודל וקישור אבולוציה מקרו-מבנית לתשומות עיבוד. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום היצירה המצטברת עם טכניקות כגון כיצד השילוב של קלט חום ורמות גבוהות של עיוות משפיע על ביצועי השירות. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא חסכונית וניתנת להתאמה בקלות לגיאומטריות וחומרים שונים של חלקי עבודה.היישומים של טכניקה זו משתרעים לכיוון אימות מודל תהליך ויצירת כמויות קטנות של חומר מעובד להערכת התנהגות מכנית. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי ספינינג מתכת בטמפרטורות גבוהות, ניתן ליישם אותה גם על תהליכים דומים בטמפרטורות הסביבה. בגלל האופי המותאם אישית של הציוד והעיבוד הידני המעורב, שיטת הדגמה חזותית היא קריטית.מכיוון שקשה ללמוד את שלבי ההכנה. כדי להתחיל בהליך זה, רכוש חלקי עבודה azcast המעובדים לגודל המנדריל. כך שהקוטר הפנימי נגמר הוא 0.2 מילומטר.בעוד שהקוטר החיצוני שומר על משטח קסטה רב ככל האפשר. מחממים תנור ארון קבורה המסוגל לקבל את כל חומר העבודה ל -135 מעלות צלזיוס. נקה את החומר בעזרת דה גרייזר.והניחו אותו בתנור למשך שעה כדי להתכונן ליישום ציפוי מחסום תרמי. לאחר שעה, הסר במהירות את חומר העבודה מהתנור והניח אותו על ג'יג ציפוי. בעזרת מרסס צבע מסוג רכב, מרחו שכבה דקה של ציפוי צבע מחסום תרמי על הקוטר הפנימי.לאחר הכנת המנגנון הניסיוני, שחרר את מכלול אגוזי הריבה על מעמד הגלילה בעזרת מפתח ברגים. הגדר את זווית הגישה או ההתקפה על מכלול הגליל באמצעות מד זווית של יצרן כלים, והדק את האומים הפנימיים והחיצוניים כאחד. לאחר מכן, הרכיבו את שלושת מכלולי המהדק על ידי חיבור ראשון של בורג הכתף M12 כדי לחבר את האלמנט השני לתושבת המהדק.בדוק אם יש עיוות תרמי שימנע מהאלמנט השני לפעול בצורה חלקה כנגד המהדק תושבת. כדי להבטיח שהאלמנט השני ינוע בחופשיות, יש לשייף קלות את משטחי המגע בנייר סיליקון קרביד מיובש 320 חצץ. מרחו שכבה דקה של חומר סיכה על בסיס מוליבדן בטמפרטורה גבוהה עם מטלית לפי הצורך.הזז את מעמד כלי הגליל הרחק לחלוטין מהשדרה לכיוון הציר. הזז את מלאי הזנב במרכז כדי להיות נקי מהשדרה לאחר מכן החלק ידנית את חומר העבודה על הציר, מה שמבטיח מעורבות אחידה.כעת הרכיבו את המהדקים על הציר על ידי חיבור סיכות הצבע המחודדות והידוק ידני של ברגי M16 העוברים דרך השדרה לתוך גושי המהדק. ודא שמופעל לחץ אחיד על ידי סיבוב והידוק ידני. ואחריו מפתח פגיעה פנאומטי שנקבע ל-50 ניוטון מטר.הפעל את מערכת החימום והתחל מיד את השדרה המסתובבת ב -20 סל"ד. כבה את מערכת החימום ועצור את סיבוב השדרה, כך שהמהדק הראשון נגיש באמצעות פגיעה או מפתח ברגים ידני. תוך 30 שניות, הדק את כל clamps עם מפתח הפגיעה או הידני, ורשום את טמפרטורת פני השטח של חומר העבודה בשלושה מיקומים לאורך אזור היצירה בעזרת בדיקה מסוג צמד תרמי מסוג קריאה.לאחר מכן, הזז את הגלגלת באופן צירי ורדיאלי, למצב ליצירה. כאשר מערכת החימום פועלת, הגדל את קצב הסיבוב של המחרטה למהירות היצירה המיועדת וחבר את הגלגל לעומק מוגדר מראש לתוך חומר העבודה. לאחר מכן, הפעל את הזנת חיתוך הבורג כדי להזיז את הגלגלת באופן צירי לאורך חומר העבודה.לאחר כל מעבר גיבוש, ודא שהטמפרטורה לא תרד מתחת לטמפרטורת היצירה האופטימלית, על ידי עצירת השדרה ובדיקת הטמפרטורה באמצעות בדיקת הצמד התרמי מסוג קריאה. לאחר שהתקבלה רמת העיוות הרצויה, עצור את מערכת החימום, שחרר את כל המהדקים ונתק את מלאי הזנב כדי לקבל מרווח להסרת חלקי העבודה. הקש בעדינות על חומר העבודה עם חתיכת פליז כדי להפריד אותו מהשדרה.אם זה מתגלה כלא יעיל, הפעל מחדש את מערכת החימום וסובב את השדרה ב -20 סל"ד בהקשה עדינה, עד שהריק נפרד. לבסוף, באמצעות כלי מניפולציה מתאים כגון כפפות מבודדות בכבדות, הרוו את חומר העבודה במים בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס כדי למנוע הזדקנות נוספת. תגובה תרמית חולפת מייצגת של חלקי העבודה מאלומיניום A356 שעברו מחזור חימום מוקדם, מוצגת כאן.חתכים ומבנה מיקרו של ריק ה-azcast ואלה המתקבלים בדגימה מרובת מעברים מוצגים כאן. המיקרו-מבנים האזקאסטיים, שזוקקו על ידי התהליך עם תכונות דנדריטיות בקושי ניתן להבחין בהם. האוטקטי הבין-דנדריטי נשבר על ידי העיוות המוטלה, יוצר מבנה מיקרו הומוגני יותר ומשפר את המשיכות הכוללת כמו גם את תכונות העייפות והשבר של הרכיב.לאחר שליטה, טכניקה זו יכולה להיעשות תוך 30 דקות עם שעתיים של הכנה, אם היא מבוצעת כראוי. כאשר מנסים הליך זה חשוב לעבור כל אחד מהשלבים בריצה יבשה, מכיוון שלא ניתן לעצור או להשהות תהליכים תרמיים. לאחר הליך זה, ניתן לבצע טיפול בחום נוסף, מטלוגרפיה ובדיקות מכניות על מנת לענות על שאלות נוספות הנוגעות לאבולוציה מבנית מיקרו במהלך תהליך ייצור חלקים.לאחר פיתוחה, אנו חוזים טכניקה מסוג זה כדי לסלול את הדרך לחוקרים בתחום עיבוד החומרים, לחקור שיטות פשוטות לתהליכים תעשייתיים בקנה מידה גדול יותר. לאחר צפייה בסרטון זה אתה אמור להבין היטב כיצד להשיג תנאי עיבוד אינדיקטיביים לספינינג חם של אלומיניום קסטה, כולל ההיבטים הקריטיים של הכנת חומר העבודה וביצוע פעולות. חשוב מאוד לזכור שעבודה עם מכונות בטמפרטורות גבוהות עלולה להיות מסוכנת ביותר ותמיד יש לנקוט באמצעי זהירות כגון שימוש בציוד מגן אישי מתאים בעת ביצוע הליך זה.

experimental-procedure-for-warm-spinning-of-cast-aluminum-components

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

שכפול היא אחת מטכניקות העיבוד המשמשות לייצור ספוגי מתכת נקבוביים. במאמר זה מוצג בפירוט יישום אחד של השיטה לייצור אלומיניום נקבובי פתוח.

יציקת פרוטוקולים לייצור תא הפתוח קצף אלומיניום על ידי טכניקת השכפול והשפעת על נקבוביות

שיטת ייצור כתוסף עקיפה שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק צנטריפוגלי המתוארת למתכות מסבך שמיניית 3D ייצור (אל ו Cu סגסוגות) באורך תא יחיד של 5 מ"מ עם עובי דופן של 0.5 מ"מ.

ייצור עקיף של סריג מתכות סעיפים דקים באמצעות יציקה צנטריפוגלי

מוצגות שיטות ניסיוניות לחקירת תהליכי קירור במצב מוצק ואפיון תכונות החומר האלסטוקלורי של סגסוגות זיכרון צורה (SMA). מתקן בדיקה שנבנה בהתאמה אישית תוכנן לבקרה וניטור מקיף של תהליכי קירור אלסטוקלוריים. יתר על כן, הוא מספק פלטפורמת אימות לגישות מידול בשילוב תרמו-מכני.

שיטות ניסיוניות לחקירות זיכרון צורה Elastocaloric בהתבסס תהליכי קירור ותיקוף דגם

המאמר הבא מציג טכניקת סימולציה חדשה של FE (KBC-FE), המפחיתה את העלות החישובית על ידי ביצוע סימולציות בסביבת מחשוב ענן, באמצעות יישום מודולים בודדים. יתר על כן, הוא מקים רשת שיתוף פעולה חלקה בין מדענים מובילים בעולם, המאפשרת שילוב של מודולי ידע מתקדמים בסימולציות FE.

בהתבסס ידע ענן FE סימולציה של תהליכים פורמינג פח

פרוטוקול למדידה מירויות להבת תערובת תגובתי המורכבת nonoxide tetraiodine (לי 4 O 9) ואלומיניום (Al) מוצג. שיטה לפתרון קינטיקה תגובה באמצעות סריקת calorimetry דיפרנציאלי (DSC) מוצגת אף הוא. נמצא כי לי 4 O 9 הם 150% תגובתי יותר יוד אחרות (V) תחמוצות.

קינטיקה התגובה ו שרפה Dynamics של לי<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; ותערובות אלומיניום

פרוטוקול זה מוצע מערכת בדיקות biaxial רומן בשימוש על התנגדות חימום מכונת בדיקה מתיחה uniaxial כדי לקבוע את הדיאגרמה הגבול להרכיב (FLD) של פח בתנאים בהבלטה חם.

מנגנון בדיקה חדשנית Biaxial לקביעת גבול יצירת תחת תנאי חם החתמת

דפורמציה רוק צריך ניתן לכמת בלחץ גבוה. תיאור של ההליך לביצוע ניסויים דפורמציה במנגנון גריגס מסוג מוצק-בינוני שעוצבו לאחרונה ניתנת כאן. פעולה זו מספקת בסיס טכנולוגי להוראת rheological בעתיד לחצים עד 5 ממוצע ציונים.

הניסוי דפורמציה בלחץ גבוה, טמפרטורה גבוהה באמצעות המנגנון גריגס מסוג דור חדש

כאן אנו מציגים פרוטוקול להשיג ספר Mn-Cu מבוססי סגסוגת עם הופעות מקיף מעולה איכותי בטכנולוגית ושיטות טיפול בחום סביר.

טכניקת זמינים עבור הכנת יצוקה MnCuNiFeZnAl סגסוגת חדשה עם הממונה דעיכת טמפרטורה ושירות קיבולת גבוהה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול מפורט של גישה חדשה עבור ניצוח השפעה הפוכה צלחת רגילה טמפ גבוהות, ההשפעה בשילוב לוחית לחץ-הטיה. הגישה כרוכה בשימוש של תנור סליל resistive עכוז-end לחמם מדגם שהתקיים החזיתי של sabot עמידים בחום עד לטמפרטורה הרצויה.

ניצוח גבוהות בטמפרטורה רגילה, בשילוב לחץ-הטיה צלחת ההשפעה ניסויים באמצעות מערכת החימום Sabot עכוז-end

מחקר זה מראה הייצור מוספים חומר רב (אני) משתמש התמזגו פילמנט פבריקציה נוספת (FFF) של פלדת אל-חלד, אסתטיים.

פילמנט מאוחה פבריקציה נוספת (FFF) של רכיבי מתכת-קרמיקה

למד את פרוטוקול הספינינג החם של סגסוגות אלומיניום יצוקות לצורך אימות מודלים תהליכיים. שיטה זו מאפשרת לחקור את התפתחות המבנה המיקרוסקופי ולהעריך התנהגות מכנית של חומרים.

נוהל ניסיוני עבור ספינינג חם של רכיבי אלומיניום יצוקים

גלה סרטונים נוספים