Name: Experimentele procedure voor Warm Spinning van gegoten aluminium onderdelen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Leer een experimentele protocol voor warm spinnen van gegoten aluminium A356 onderdelen. Deze methode valideert procesmodellen en verbetert microstructuur en ductiliteit voor industriële toepassingen.

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

De auteurs willen graag Ross McLeod, David Torok, Wonsang Kim en Carl Ng bedanken voor hun technische ondersteuning. MJ Roy wil de steun van EPSRC (EP / L01680X / 1) door het materiaal te erkennen voor veeleisende omgevingen Centrum voor doctoraatsopleiding en Rio Tinto Alcan voor financiële steun door middel van een Research Fellowship award.

1. werkstuk Voorbereiding voor het Vormen Trials <ol><li> Verwerven gegoten werkstukken bewerkt om de doorn grootte zodanig dat de binnendiameter slingering 0,2 mm, terwijl de buitendiameter behoudt zoveel gegoten oppervlak mogelijk. Opmerking: Als blanks zijn afkomstig van grote wielen gietstukken, worden bewerkingen nodig om alle hub verwijderen en spaakgedeeltes, terwijl kenmerken die kunnen worden gebruikt om het werkstuk op de doorn te klemmen. Dit omvat de verwijdering van de binnenwaartse flens. </li><li> Verwarm een ​​kist oven waarin het gehele werkstuk ontvang 135 ° C, reinigen werkstuk ontvetter en plaats in de oven gedurende een uur te bereiden warmtebarrièrebekleding toepassing. </li><li> Snel verwijderen van het werkstuk uit de oven en leg op een coating jig. Met behulp van een automotive-type verfspuit, breng dan een dun laagje van thermische barrière sterven coating om de inwendige diameter. LET OP: Deze coating zal smering en verminderen warmteoverdrachtvan de doorn tijdens vormingsbewerkingen. </li></ol> 2. Tooling Voorbereiding <ol><li> Veeg de doorn oppervlak met een vochtige doek. Zorg ervoor dat de doorn heeft een totale rotatie uitloop van &lt;0,5 mm met behulp van een meetklok indicator over de vorming van lengte. Een cijfer aan dit met een live tooling centrum die voor de losse kop plaat. Met behulp van een momentsleutel, ervoor zorgen dat alle bevestigingen afgezien van degenen die op de bevestigingsklemmen zijn vastgedraaid tot bepaalde koppelwaarden voor Grade 12,9 bouten (in Nm: M8 - 40, M12 - 135, M16 - 340). </li><li> Start het voorverwarmingssysteem door eerst bekrachtigen van de gastoevoer solenoïde, en het ontsteken van de branders met een vonk vuursteen aansteker. Voer het voorverwarmingssysteem gedurende 10 min condensaat verzameld toortsen / slangen verdrijven. Doof door het uitschakelen van de gastoevoer elektromagneet. </li><li> Verwijder alle losse / geoxideerde coatinglaag op de doorn met droge 600 / P1200 grit siliciumcarbide papier, terwijl het draaien van de doorn bij 20 omwentelingen per minuut(Rpm). </li><li> De macht van de on-board data-acquisitie module, en uitvoeren van de pre-verwarmingssysteem totdat de thermokoppels ingebed in de doorn oppervlak lezen 200 ° C met de live centrum betrokken. </li><li> Met een auto-type verfspuit, Smeer het doornoppervlak met een watergedragen smeden glijmiddel en laat de roterende gereedschappen afkoelen tot omgevingstemperatuur met aangedreven gereedschappen centrum betrokken. </li><li> Draai de jam moer montage op de rol stand (figuur 3) met een moersleutel. Stel de aanpak of aanval hoek op de roller assemblage met behulp van een gradenboog gereedschapmaker&#39;s, en draai zowel interne als externe moeren (M35 - 750 Nm). </li><li> Monteer de 3 bevestigingsklemmen (figuur 4) door eerst het aangrijpen van de M12 schouder bout element 2 aan te sluiten op de klem beugel. Controleer op eventuele thermische vervorming welk element 2 wordt voorkomen dat in figuur 4 van soepel lopen tegen de klem beugel. Zorg ervoor dat ze vrij kunnen bewegen, licht sAnding de contactvlakken met droge 320 / P400 korrel siliciumcarbide papier. Een dunne laag van hoge-temperatuur-molybdeen glijmiddel met een doek nodig. </li></ol> 3. Het vormen van Operations <ol><li> Beweeg de rolhulpmiddel staan ​​helemaal weg van de doorn in de richting van de spil, verplaatsen de losse kop en het centrum uit de buurt van de doorn te zijn. Handmatig schuif het werkstuk op de doorn zorgen zelfs engagement. OPMERKING: Omdat de blanks zijn nominaal assymmetrische, is er geen voorkeursrichting. </li><li> Monteer de klemmen op de doorn door het aantrekken van de taps toelopende matrijs pinnen en met de hand aanhalen M16 bouten die door de doorn in de klem blokken. Zorg ervoor dat er een gelijkmatige druk door het draaien en handmatig aanscherping wordt toegepast, gevolgd door een pneumatische slagmoersleutel ingesteld op 50 Nm. </li><li> Start het verwarmingssysteem en geeft de doorn gaan draaien bij 20 rpm. Houd toepassen van warmte tot klemmen los te maken. Voor het proces beschouwd, is approximately 3 min. LET OP: Deze keer zal iets anders voor elk werkstuk als gevolg van subtiele verschillen in het werkstuk / doorn montage. </li><li> Blus het verwarmingssysteem en stoppen van de rotatie van de doorn, zodanig dat de eerste klem is toegankelijk met een slagmoersleutel. Binnen 30 s, draai alle klemmen die gevolgen of handmatige sleutel en de oppervlaktetemperatuur van het werkstuk vastleggen in 3 plaatsen langs de lengte van de vormende gebied met een riet-type thermokoppel. </li><li> Herhaal stap 3,4 totdat het werkstuk bij een geschikte vormtemperatuur; ten minste 350 ° C gedurende A356. Voer een laatste aanscherping van de klemmen met een slagmoersleutel ingesteld op 200 Nm. </li><li> Beweeg de rol axiaal en radiaal (ong. 2-5 mm van het werkstuk oppervlak) in de juiste positie voor het vormen van, en het uitvoeren van een laatste klem aanscherping (dwz stap 3.4). </li><li> Met de verwarming op, verhoging van de rotatiesnelheid van de draaibank de beoogde vormen van snelheid, gaan de rol omeen vooraf ingestelde diepte in het werkstuk, en activeert het van schroefdraad snijden voeding naar de rol axiaal bewegen langs de lengte van het werkstuk. LET OP: Voor de huidige geometrie, werden redelijke resultaten bereikt bij 281 rpm met een axiale beweging van 0,21 mm / omwenteling. </li><li> Herhaal stap 3,7 behoefte om niveaus van vervorming verhogen. Na elke vorming van pas, ervoor te zorgen dat de temperatuur niet onder de optimale vorming temperatuur zakt door het stoppen van de doorn en het gebruik van hetzelfde riet-type thermokoppel sonde als toegepast in stap 3.4. Als de optimale vorming temperatuur is gedaald, herhaalt u de stappen 3.4 en 3.5 kunt opwarmen. OPMERKING: Verwarmen kan worden toegepast, echter ten koste van potentieel bereiken van de omvang van het vermogen van het klemsysteem om het werkstuk te beperken. </li></ol> 4. Bericht vormen Operations <ol><li> Zodra het gewenste niveau van de vervorming is verkregen, stop het verwarmingssysteem, en ongedaan te maken alle klemmen en maak de losse kop naar Cle verkrijgenarance voor werkstuk verwijderen. </li><li> Tik voorzichtig het werkstuk met een stuk messing te scheiden van de doorn. Als dit blijkt niet effectief te zijn, re-grijpen het verwarmingssysteem en draai de spil bij 20 rpm zachtjes tikken totdat de lege scheidt. </li><li> Met een geschikte manipulatie gereedschap zoals een tang of sterk isolerende handschoenen, ofwel het werkstuk blussen in water bij 60 ° C om verdere veroudering te voorkomen of laat aan de lucht afkoelen tot restspanning / vervorming minimaliseren. </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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De representatieve resultaten zich boven highlight dat het protocol en gebruikte apparatuur kan vormen gegoten aluminium bij verhoogde temperaturen, en heeft een platform dat een verwerkingsvenster voor vloeidraaifuncties wielen bepalen. De techniek gedemonstreerd kan worden gebruikt om aspecten van het vormen van enveloppen, inclusief hoe beide gevormde en ongevormde materiaal reageert op behandeling 8 verwarmen verkennen. Er is echter ruimte voor verbetering met de huidige verwerking protocol met deze inrichting. Met betrekking tot verdere instrumentatie, die zou versnellen procesmodel ontwikkeling, de opname van machine-instrument rollenbank en tribometers 11, 12 te meten vorming van belastingen en wrijving factoren op de rol zou belangrijke informatie over het proces omstandigheden. Dit is een veel gebruikt instrumentatie techniek voor orthogonale verspaning studies, en kongemakkelijk worden uitgevoerd op de huidige machine. Deze bijkomende instrumentatie zou nuttige gegevens nauwkeurig valideren modellering inspanningen 13, 14 en ondersteunen de toenemende industriële belangstelling voor dit proces. Om de ontwikkeling van de temperatuur van de blanco effectief te vangen tijdens de verwerking, een contactloze meettechniek is gewenst. Er zijn echter gemeenschappelijke infrarood gebaseerde technieken belemmerd door lage emissiviteit aluminium en hoe het oppervlak verandert tijdens de verwerking. Dit is de voornaamste reden waarom een ​​geïnstrumenteerd, inbedrijfstelling blanco werd gebruikt om de typische thermische respons bereikt met de beschreven protocol vast te leggen, en diende om een ​​basislijn warmteoverdracht analyse bevolken te verhouden doorn oppervlaktetemperatuur op het werkstuk. Want het is grotendeels een handmatig proces voor het vormen van een materiaal dat gevoelig is om tijd bij een temperatuur, een aantal inconsistenties tussen de run uit te voeren zijnwordt verwacht. Aluminiumlegeringen microstructuren die zeer gevoelig is voor temperaturen boven 100 ° C als gevolg van veroudering mechanismen. Daarom is de meest kritische stappen in het protocol zijn 1,2 en 3,3-3,7, waarbij de plano is bij verhoogde temperaturen. Aanhalen en opnieuw plaatsen van de klemmen moet zo snel mogelijk worden uitgevoerd om reproduceerbaarheid te behouden tussen vormingsbewerkingen. De in situ verwarmen werkstuk toegepast tijdens de voorverwarmingsstap vrij inefficiënt en kan worden verbeterd via radiatieve verwarming. De totale verwerkingssnelheden qua doorn en gereedschap bewegingen die kunnen worden bereikt zijn enigszins beperkt door de mogelijkheden van de draaibank gebruikt. Hogere snelheden vereisen vormen een stijf frame met een hogere belastbaarheid, vooral als de vorming van een sterker materiaal waren worden geprobeerd. Werkstuk vastklemmen en loslaten kan worden verbeterd met de toevoeging van hydraulische of pneumatische bediening. Zoals warmteoverdracht van de blank van de doorn is grotendeels een functie van de bij het werkstuk op de doorn druk, kan deze toevoeging verbeteren ook een modelgebaseerde benadering van het werkstuk bepalen temperatuur tijdens de vorming van het bestaande systeem. De inrichting en werkwijze beschreven blijkt dat de vorming van lading van dit materiaal onder deze omstandigheden zal bij stan- draaibewerkingen en blijft een zeer rendabel proces waardoor de productiekosten onderzoek uit te voeren. Onderzoek naar verschillende productieprocessen routes en vervormbaarheid weg kan worden uitgevoerd bij commerciële vormen apparatuur, hetgeen zeer duur is te bedienen. Met het apparaat en protocol beschreven, kan de verwerking van parameters worden onderzocht voorafgaand aan de bouw van grotere schaal, hogere doorvoer apparatuur, en om de kennis van de auteurs, is een unieke aanpak. Aangezien de ontwikkelde protocol slechts toegepast op een specifieke variant van gegoten aluminiumlegering, hetRe is een veelheid van andere aluminium gieterij legeringen die kunnen worden onderzocht voor verschillende toepassingen buiten autowielen. Aangezien deze legeringen hebben ongeveer soortgelijke bewerkingen ramen van een temperatuur die perspectief, kan het protocol ontwikkeld gemakkelijk worden aangepast.

Een van de meest uitdagende stansen van metaal momenteel toegepast in de ruimtevaart- en vervoer van draaiende metalen, inclusief derivaten zoals afschuiving vormen en flowvormen 1, 2. Bij deze werkwijze wordt een assymmetrische werkstuk geplaatst op een doorn die de gewenste eindvorm, en gecentrifugeerd in contact met één of meer invallende rollen. Het werkstuk wordt samengedrukt tussen de wals en de doorn vervolgens plastisch vervormt, met een gevarieerde respons zoals buiging, uitdunnen en axiale verlenging. In een materiaal dat beperkte vervormbaarheid heeft of anders moeilijk te vormen, dit wordt soms uitgevoerd bij verhoogde temperatuur te verhogen vloeispanning en taaiheid afnemen. Vanuit processing standpunt, zijn er een groot aantal parameters die de vorm en de eigenschappen van de vervaardigde componenten kan bepalen. Talrijke studies hebben zich geconcentreerdstatistische technieken voor het optimaliseren van verschillende parameters 3, 4, 5. Variabelen tooling geometrie, zoals de vorm van het gereedschap en de doorn; vormen snelheden waaronder zowel doorn rotatiesnelheid en tooling voedingen; en materiaaleigenschappen. Wanneer verhoogde temperaturen nodig zijn, de praktijk moeten beoordelen de minimum temperatuur die nodig is, terwijl nog steeds een goed product te behouden. Gegoten aluminium legeringen worden gebruikt in een breed scala van automotive en aerospace-toepassingen, met lichtmetalen A356 gebruikt in auto-wielen. Echter, dit product is niet geschikt voor het vormen bij kamertemperatuur 6, 7 door zijn beperkte vervormbaarheid en worden gevormd bij verhoogde temperaturen. Dit introduceert samen met verwerking complexiteit, voornamelijk in regelen van de temperatuur. Aangezien de eigenschappen van het materiaal te veranderen significantly temperatuur met 8, is het bijzonder belangrijk voor geïnstrumenteerde onderzoeken waarbij thermische omstandigheden binnen een redelijke verwerkingsvenster kunnen worden gehouden en gecontroleerd uitvoeren. Gedetailleerde gegevens over het thermomechanische gedrag van as-cast A356 variërend van omgevingstemperatuur tot 500 ° C over een breed scala van stam prijs kan elders worden beoordeeld. 9 Met het oog op de ontwikkeling en optimalisatie van de stroming vormen van operaties voor rolstoelen productie te ondersteunen, heeft aangepaste vormen apparatuur ontwikkeld op de afdeling Materials Engineering aan de University of British Columbia (figuur 1). Deze inrichting is opgebouwd uit een eerste handmatige, riemaandrijving capstan draaibank met een totaal vermogen van 22 kW en een propaantoorts verwarmingssysteem met een piekvermogen van 82 kW (figuur 2). Een doorn met ingebedde thermokoppels samen met een starre rolsamenstel (figuur 3) isgeïnstalleerd, dat inpasbaar werkstukken tot 330 mm in diameter. De doorn heeft een handmatig geactiveerd spansysteem dat in staat is verantwoordelijk voor grote veranderingen in werkstukdiameter optreden tijdens de verwerking (figuur 4). Een batterijen Data Acquisition (DAQ) systeem dat een miniatuur draadloze computer voor de controle van de temperatuur van de doorn tijdens het vormen en de blanco voor het karakteriseren verwarming is geplaatst op de schacht van de draaibank geplaatst. Terwijl andere vloeidraaifuncties werkwijzen zijn gesynthetiseerd onder toepassing aangepaste draaibanken 4, 10, de onderhavige inrichting is de eerste te belichamen in situ verwarming en thermische data acquisitie. Een protocol voor verwerking op industriële schaal vormingsbewerkingen ontwikkeld indicatieve procesomstandigheden verschaffen. Vervolgens beschreven, dit protocol bestaat uit gereedschappen en werkstuk voorbereiding, de vorming van de praktijk, concluding met einde van de vorming van het proces operaties. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig1.jpg" /> Figuur 1: Experimentele hulpmiddelen overzicht. Hoofdcomponenten die een gemodificeerd capstan lathe toegevoegd voor het vormen bij verhoogde temperaturen. Foto van apparatuur (boven) en de belangrijkste werken richtingen en componenten gelabeld op een computer-aided design afbeelding (onderaan). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig2.jpg" /> Figuur 2: Verwarming detail. Een propaan verwarmingssysteem met vier discrete branders (boven en rechtsonder) bediend vanuit een centrale verdeler met daarin een gas solenoïdeklep (boven en onder links).Gasdruk en een discrete stroomsnelheid aan elk van de branders mogelijk, samen met de plaatsing langs de blanco te voldoen aan verschillende geometrieën. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 3" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig3.jpg" /> Figuur 3: Rolbok assemblage detail. De originele gereedschapshouder voor de draaibank is aangepast om een ​​rol bij willekeurige houden hoeken ten opzichte van de draaias van de doorn via een borgmoer samenstel. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 4" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig4.jpg" /> Figuur 4: <strong&gt; Geïnstrumenteerde doorn en klemsysteem overzicht. De roterende gereedschappen is ontworpen dat het rechtstreeks op de draaibank spindel, die op zijn beurt ondersteund door een levende centrum aan de losse kop (boven en links onder). Klem montage / bediening wordt ook afgebeeld (boven en rechtsonder). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table><tbody><tr><td>Reagens/Materiaal</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hoge temperatuur vet</td><td>Dow Corning</td><td>Molycote M-77</td><td></td></tr><tr><td>Hoge temperatuur smeermiddel</td><td>Superior Graphite</td><td>sureCOAT</td><td></td></tr><tr><td>Hoge temperatuur malcoating</td><td>Vesuvius/Foseco</td><td>DYCOTE 32</td><td></td></tr><tr><td>Naam</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Apparatuur</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Levend centrum</td><td>Riten Industries</td><td>17124</td><td>Bell-head, veerbelaste</td></tr><tr><td>Levend centrumadapter</td><td>Riten Industries</td><td>431</td><td>Adapter voor draaibank</td></tr><tr><td>Slagmoersleutel</td><td>Chicago Pneumatic</td><td>CP7749-2</td><td>1/2" aandrijving, 0-545 ft-lb</td></tr><tr><td>Draagmomentsleutel</td><td>Westward Tools</td><td>6PAG0</td><td>1/2" aandrijving, 0-250 ft-lb</td></tr><tr><td>Luchtgedreven verfspuit</td><td>Cambell Hausfeld</td><td>DH4200</td><td>Voor malcoating</td></tr><tr><td>Luchtgedreven verfspuit</td><td>Cambell Hausfeld</td><td>DH5500</td><td>Voor grafiet-gebaseerd smeermiddel, hoge volume lage druk (HVLP) type</td></tr><tr><td>Data-acquisitie-eenheid</td><td>Measurement Computing</td><td>USB-2416</td><td></td></tr><tr><td>Reed-thermokoppel</td><td>Omega Engineering</td><td>88108</td><td></td></tr><tr><td>Propaantank</td><td>Generiek</td><td></td><td>20/40 lb, POL gemonteerd</td></tr><tr><td>Solenoïdeventiel</td><td>Aztec Heating</td><td>SV-S121</td><td></td></tr><tr><td>Gasregelaar</td><td>Aztec Heating</td><td>67CH-743</td><td>0-30 psi</td></tr><tr><td>Brandertippen</td><td>Exact</td><td>3119</td><td>Aantal: 4</td></tr><tr><td>Rollagers</td><td>SKF</td><td>32005 X/Q</td><td>Aantal: 2</td></tr><tr><td>Overige apparatuur ontworpen en in eigen beheer vervaardigd</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

experimentele procedure voor warm spinning van gegoten aluminium onderdelen

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

Hoge prestaties, gegoten aluminium automotive wielen worden steeds vaker stapsgewijs gevormd via vloeidraaibanken / metal spinnen bij hoge temperaturen materiaal eigenschappen te verbeteren. Met een breed scala aan procesparameters die zowel de vorm bereikt en verkregen materiaaleigenschappen kunnen beïnvloeden, deze signaalverwerking is uitermate moeilijk provisie. Een vereenvoudigd, lichte versie van het proces is ontworpen en geïmplementeerd voor full-size auto wielen. De inrichting is bedoeld om gemakkelijker kan begrijpen vervormingsmechanismen en het materiaal reactie op dit type verwerking. Een experimenteel protocol is ontwikkeld voor te bereiden, en vervolgens uitvoeren vormende studies en wordt beschreven als gegoten A356 wheel blanks. Het temperatuurprofiel bereikt, samen met instrumentatie details worden verstrekt. Gelijkenis met full-scale vormende activiteiten die aanzienlijk meer vervorming bij hogere snelheden te geven wordt besproken.

As-gegoten aluminium A356 werkstukken werden gevormd op basis van de in dit artikel beschreven methode. De werkstukken werden verkregen uit als gegoten wielen van een Noord-Amerikaanse wiel fabrikant in dienst van de lage druk sterven casting proces. Een werkstuk geïnstrumenteerd met thermokoppels was niet gevormd maar onderging het voorverwarmen cycle (protocol van 3, stappen 3,3-3,5) verspreiding van temperatuur over het oppervlak van de blanco opneemt tijdens dit aspect van de werkwijze. Deze reactie wordt in figuur 5. Een verdere 3 monsters werden vervormd tot verschillende niveaus, waaronder een die twee doorgangen vormen ontving een hoge vervorming. De eerste twee monsters en de eerste doorgang uitgevoerd op het laatste monster diende het werkstuk met weinig aantoonbare verandering in wanddikte recht. De laatste monster piek wanddiktereductie ongeveer 10%, waarvan de meeste werd bereikt in de tweede pass. Doorsneden en microstructuur van de as-cast leeg en organen uit meerdere doorlopen monster worden getoond in figuur 6. Hier wordt de as-cast microstructuur significant te worden verfijnd door het proces met dendritische eigenschappen nauwelijks waarneembaar. De interdendritische eutectische wordt doorbroken door de opgelegde vervorming, het creëren van een meer homogene microstructuur dan in de as-cast staat. Dit verbetert de totale taaiheid en vermoeiing en breuk eigenschappen van de component. De auteurs hebben eerder beschreven details van werkstukgeometrie specifieke dwarsdoorsnede veranderingen in wanddikte, gebreken waargenomen en maatafwijking in microstructuur op de volledige set van monsters 8, 13. <img alt="figuur 5" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig5.jpg" /> Figuur 5: Typisch temperatuur profiel van de doorn en b<html> sluik. Een representatieve voorbijgaande thermische reactie van het onbewerkte en doorn verkregen met het verwarmingssysteem. Verticaal gestreepte lijnen geven aan waar klemmen tijdens het voorverwarmen stappen werden aangescherpt, en de zwarte pijl schildert vormen. De laatste verticale lijn geeft aan waar de verwarming werd uitgeschakeld terwijl het systeem gekoeld. <img alt="figuur 6" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig6.jpg" /> Figuur 6: As-cast en vormden resultaat. De als ontvangen, als gegoten blank oppervlak en geometrie met een minimale inwendige diameter van 330 mm (boven) werd vervormd in twee fasen tot de getoonde resultaat (midden) te verstrekken. De as-cast dendritische microstructuur (linksonder) wordt zichtbaar gemodificeerd door de vormbewerking en een daaropvolgende T6 warmtebehandeling (rechtsonder) zoals waargenomen met een optische microscoop 8, 13.ig6large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

Een experimentele protocol voor het geïnstrumenteerde warme roterende het vormen van gegoten aluminium legeringen gebruik van een op maat gemaakte industrieel geschaalde apparaat wordt gepresenteerd. Experimentele overwegingen zoals thermische en mechanische effecten worden besproken, evenals gelijkenis met grootschalige verwerking van autowielen.

Experimentele procedure voor Warm Spinning van gegoten aluminium onderdelen

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

Het algemene doel van deze procedure is om representatief materiaal te genereren van een groter industrieel proces voor modelvalidatie en het linken van macrostructurele evolutie aan verwerkingsinvoer. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvraagstukken op het gebied van incrementeel vormen met technieken zoals hoe de combinatie van warmtetoevoer en hoge maten van vervorming effect heeft op de prestaties in gebruik. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze kosteneffectief is en gemakkelijk aanpasbaar is aan verschillende werkstukgeometrieën en materialen.De toepassingen van deze techniek strekken zich uit naar procesmodelvalidatie en het genereren van kleine hoeveelheden verwerkt materiaal voor beoordeling van mechanisch gedrag. Hoewel deze methode inzicht kan geven in metaalspinnen bij verhoogde temperaturen, kan deze ook worden toegepast op soortgelijke processen bij kamertemperatuur. Vanwege de op maat gemaakte aard van de apparatuur en handmatige verwerking die betrokken is, is een visuele demonstratiemethode van cruciaal belang.Aangezien de voorbereidingsstappen moeilijk te leren zijn. Om deze procedure te beginnen, verwerft u azcast-werkstukken die zijn bewerkt tot de mandrelgrootte. Zodanig dat de binnendiameter uitloop 0,2 milometer is.Terwijl de buitendiameter zoveel mogelijk gegoten oppervlak behoudt. Verwarm een kistfurnace die in staat is om het hele werkstuk te ontvangen, voor tot 135 graden Celsius. Reinig het werkstuk met ontvetter.En plaats het een uur in de oven om het voor te bereiden op het aanbrengen van thermische barrièrecoating. Verwijder na een uur het werkstuk snel uit de oven en plaats het op een coatingjigger. Gebruik een automobiel schilderpomp om een dunne laag thermische barrièrekleurcoating aan te brengen op de binnendiameter.Na het voorbereiden van het experimentele apparaat, maakt u de jammoer assemblage op de rollenstandaard los met een sleutel. Stel de naderings- of aanvalshoek op de rollenassemblage in met behulp van een protractor van een gereedschapsmaker en draai zowel de interne als externe moeren vast. Vervolgens monteert u de drie klemapparaten door eerst de M12 schouderbout in te brengen om element twee met de klembeugel te verbinden.Controleer op eventuele thermische vervorming die element twee ervan weerhoudt om soepel tegen de klembeugel te lopen. Om ervoor te zorgen dat element twee vrij beweegt, schuurt u de contactoppervlakken lichtjes met gedroogd 320 grit siliciumcarbidpapier. Breng zo nodig een dunne laag hoge temperatuur molybdeen gebaseerde smering aan met een doek.Verplaats de rollenstandaard volledig van de mandrel naar de spil. Verplaats de staartstock in gecentreerd om duidelijk te zijn van de mandrel. Schuif vervolgens het werkstuk handmatig op de mandrel, waarbij u een gelijkmatige betrokkenheid verzekert.Monteer nu de klemmen op de mandrel door de taps toelopende kleurpinnen in te brengen en de M16 bouten die door de mandrel in de klemblokken lopen, met de hand vast te draaien. Zorg ervoor dat er gelijkmatige druk wordt uitgeoefend door te roteren en handmatig vast te draaien. Gevolgd door een pneumatisch slagmoment waarin 50 newton meter is ingesteld.Start het verwarmingssysteem en start onmiddellijk het draaien van de mandrel op 20 tpm. Schakel het verwarmingssysteem uit en stop de rotatie van de mandrel, zodat de eerste klemp is toegankelijk met een slag- of handmoer. Binnen 30 seconden, draai alle klemmen vast met de slag- of handmoer en noteer de oppervlaktetemperatuur van het werkstuk op drie locaties langs de lengte van het vormgebied met een leestype thermokoppelsonde.Verplaats vervolgens de rollen assiaal en radiaal in positie voor vormen. Met het verwarmingssysteem aan, verhoog de rotatiesnelheid van de draaibank tot de beoogde vormsnelheid en schakel de rolschakel aan tot een vooraf ingestelde diepte in het werkstuk. Schakel vervolgens de schroefsnijvoeding in om de rol assiaal langs de lengte van het werkstuk te verplaatsen.Na elke vormpass, zorg ervoor dat de temperatuur niet daalt onder de optimale vormtemperatuur, door de mandrel te stoppen en de temperatuur te controleren met de leestype thermokoppelsonde. Zodra het gewenste niveau van vervorming is bereikt, stopt u het verwarmingssysteem, maakt u alle klemmen los en ontkoppelt u de staartstock om ruimte te maken voor het verwijderen van het werkstuk. Tik voorzichtig op het werkstuk met een stuk koper om het te scheiden van de mandrel.Als dit niet effectief blijkt te zijn, schakel het verwarmingssysteem opnieuw in en draai de mandrel met zacht tikken op 20 tpm, totdat de plaat zich scheidt. Ten slotte, gebruikt u een geschikt manipulatiegereedschap zoals zwaar geïsoleerde handschoenen om het werkstuk in water bij 60 graden Celsius te blussen om verdere veroudering te voorkomen. Een representatieve tijdelijke thermische respons van de aluminium A356 werkstukken die een voorverwarmingscyclus hebben ondergaan, wordt hier getoond.Dwarsdoorsneden en microstructuur van de azcast plaat en degenen die in meervoudige monsters zijn verkregen, worden hier getoond. De azcast microstructuren, verfijnd door het proces met dendritische kenmerken nauwelijks waarneembaar. Het interdendritische eutecticum wordt door de opgelegde vervorming gebroken, waardoor een meer homogene microstructuur ontstaat en de algehele ductiliteit evenals vermoeiings- en breukeigenschappen van het onderdeel worden verbeterd.Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in 30 minuten worden uitgevoerd met twee uur voorbereiding, als deze correct wordt uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om elke stap op een droog lopen door te lopen, aangezien thermische processen niet kunnen worden gestopt of onderbroken. Na deze procedure kunnen verdere warmtebehandelingen, metallografie en mechanische tests worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden over microstructuurevolutie tijdens een onderdelenproductieproces.Na de ontwikkeling ervan, stellen we ons dit type techniek voor om de weg te banen voor onderzoekers op het gebied van materiaalverwerk

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Replicatie is een van de verwerkingstechnieken die worden gebruikt voor de productie van poreuze metalen sponzen. In dit artikel wordt één implementatie van de methode voor de productie van open cellulaire poreuze aluminium in detail getoond.

Casting Protocollen voor de productie van Open Cell Aluminium schuimen door de Replicatie Techniek en het effect op de porositeit

Een indirecte additive manufacturing combineren van een 3D printen van polymeren met een centrifugaal gieten wordt beschreven voor het vervaardigen van 3D octet truss metalen (Al en Cu legering) met een eenheidscel lengte van 5 mm met een wanddikte van 0,5 mm.

Indirecte Fabrication van Lattice Metals met slijpplaatjes behulp Centrifugal Casting

Experimentele methoden voor het onderzoeken van koelprocessen in de vaste staat en het karakteriseren van elastocalorische materiaaleigenschappen van Shape Memory Alloys (SMA) worden gepresenteerd. Er is een op maat gebouwde testopstelling ontworpen voor het controleren en uitgebreid bewaken van elastocalorische koelprocessen. Bovendien biedt het een validatieplatform voor thermomechanisch gekoppelde modelleringsbenaderingen.

Experimentele methoden voor Onderzoek van Shape geheugen gebaseerd Elastocaloric Cooling Processen en Model Validation

Het volgende artikel presenteert een nieuwe FE-simulatietechniek (KBC-FE), die de computationele kosten verlaagt door simulaties uit te voeren in een cloud computing-omgeving, door middel van de toepassing van individuele modules. Bovendien vestigt het een naadloze samenwerkingsnetwerk tussen wereldwijd toonaangevende wetenschappers, waardoor de integratie van baanbrekende kennismodules in FE-simulaties mogelijk wordt.

Knowledge Based Cloud FE Simulatie van Sheet Metal Forming Processes

Een protocol voor het meten vlamsnelheden van een reactief mengsel van tetraiodine nonoxide (I O 4 9) en aluminium (Al) wordt gepresenteerd. Werkwijze voor het oplossen van reactiekinetiek met behulp van differentiële scanning calorimetrie (DSC) wordt ook getoond. Gevonden werd dat 4 I O 9 is 150% reactiever dan andere jood (V) oxiden.

Reaction Kinetics en verbranding Dynamica van I<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; En aluminium mengsels

Dit protocol stelt een nieuw biaxiaal testsysteem gebruikt op een weerstandsverwarming uniaxiale trekproef machine om de vormingsgrens diagram (FLD) van plaatmateriaal onder hot stamping omstandigheden te bepalen.

A Novel Biaxial testapparatuur voor de bepaling van vormingsgrens onder stampen Voorwaarden

Rock vervorming moet worden gekwantificeerd onder hoge druk. Een beschrijving van de procedure voor het uitvoeren van experimenten van vervorming in een nieuw ontworpen solid-medium Griggs-type apparaat, wordt hier gegeven. Dit biedt technologische basis voor toekomstige Rheologische studies bij druk maximaal 5 GPa.

Hoge druk, hoge temperatuur vervorming Experiment met behulp van de nieuwe generatie Griggs-type apparaat

Hier presenteren we een protocol om te verkrijgen van een roman Mn Cu-gebaseerde legering met uitstekende uitgebreide optredens van een techniek voor het smelten van hoge kwaliteit en redelijke warmte behandelingsmethoden.

Een beschikbare techniek voor de voorbereiding van nieuwe Cast MnCuNiFeZnAl legering met superieure capaciteit en hoge Service temperatuur demping

Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor een nieuwe aanpak voor het uitvoeren van de verhoogde temperatuur reverse normale plaat impact, en gecombineerde druk-en-shear plaat impact. De aanpak omvat het gebruik van een kachel resistieve spoel staartstuk-einde te een steekproef gehouden op de front-end van een hittebestendig sabot tot de gewenste temperatuur te verwarmen.

Uitvoeren van verhoogde temperatuur normaal en druk-Shear plaat gevolgen experimenten Via een stuitligging-Sabot kachel endsysteem gecombineerd

Deze studie toont multi materiële additive manufacturing (ben) met behulp van gesmolten gloeidraad fabricage (FFF) van roestvrij staal en Zirkonia.

Gesmolten gloeidraad fabricage (FFF) van metaal-keramische onderdelen

Leer een experimentele protocol voor warm spinnen van gegoten aluminium A356 onderdelen. Deze methode valideert procesmodellen en verbetert microstructuur en ductiliteit voor industriële toepassingen.

Experimentele procedure voor Warm Spinning van gegoten aluminium onderdelen

Meer video's verkennen