Selection of optimal conditions for solid bonding of the AlSi11 aluminium alloy

• Autorzy: Wzorek Ł. , Wędrychowicz M. , Skrzekut T. , Noga P. , Wiewióra M. , Wiewióra J. , Sajdak W. , Richert M.

Identyfikatory

DOI

10.7494/mafe.2016.42.2.117

Warianty tytułu

PL

Dobór optymalnych warunków konsolidacji plastycznej stopu AlSi11

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present work, the optimal conditions for solid bonding of fragmented aluminum alloy were determined. The research was conducted on metal chips from the AlSi11 TM aluminum alloy after the turning process. The selection of proper bonding conditions was based on the results of tensile tests and surface quality analysis of as-extruded profiles. The extrusion process was conducted within a temperature range of 350–500°C, with a ram speed of 13 mm/s. Extrusion ratio λ was 25. As a reference material, a sample from the solid AlSi11 IM alloy has been extruded under the same conditions. The influence of temperature during direct extrusion on both maximum force and surface quality of obtained profiles has been determined. With reference to tensile test results, no significant influence of temperature on the mechanical properties has been noticed. Profiles extruded at 500°C were characterized by visible cracks on the surface, oriented perpendicular in the direction of extrusion. Moreover, surface flaws were also noticed in profiles extruded at 350°C. A tensile test revealed a strong relationship between the extrusion conditions and plasticity of solid bonded rods. A shiny and smooth surface was obtained only in profiles extruded at a temperature range of 400–450°C.

PL

W niniejszej pracy określono optymalne parametry procesu konsolidacji plastycznej drobnych form aluminium. Badaniu poddano wióry ze stopu AlSi11 (AK11 TM) otrzymane w procesie toczenia. Doboru optymalnych warunków konsolidacji plastycznej dokonano na podstawie własności mechanicznych oraz stanu powierzchni prasówki. Wyciskanie przeprowadzono na prasie współbieżnej w zakresie temperatur 350–500°C z prędkością stempla 13 mm/s. Stopień przerobu wynosił λ = 25. Jako materiał porównawczy wyciśnięto w tych samych warunkach materiał lity AlSi11 (AK11 IM) o tej samej masie. Określono wpływ temperatury wyciskania współbieżnego na siły maksymalne w procesie oraz jakość powierzchni przy użyciu SEM. Dodatkowo wyznaczono własności mechaniczne w próbie jednoosiowego rozciągania uzyskanych profili. Nie zaobserwowano znaczącego wpływu temperatury procesu na otrzymane własności wytrzymałościowe oraz plastyczne. Powierzchnia profili wyciskanych w 500°C charakteryzowała się prostopadłymi pęknięciami do kierunku wyciskania. Wady powierzchniowe zaobserwowano również w prętach wyciskanych w temperaturze 350°C. Badania wytrzymałościowe wykazały silny wpływ warunków konsolidacji na własności plastyczne profili otrzymanych z wiórów AlSi11. Pręty wyciśnięte w temperaturze 400°C i 450°C cechowały się gładką i błyszczącą powierzchnią.

Słowa kluczowe

EN

AlSi11; solid bonding; surface quality

PL

AlSi11; konsolidacja plastyczna; jakość powierzchni

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 42, no. 2
• Strony: 117--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wzorek Ł.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Wędrychowicz M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Skrzekut T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Noga P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Wiewióra M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Wiewióra J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Sajdak W.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

autor

Richert M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Non-Ferrous Metals, Department of Materials Science and Non-Ferrous Metals Engineering, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1]Poznański K., Suchowolec M.: Znaczenie recyklingu surowców wtórnych dla polskiej gospodarki. Rudy i Metale Nieżelazne, 57, 5 (2012), 332–340
• [2]Kucharski M.: Recykling metali nieżelaznych. Wydawnictwa AGH, Kraków 2010
• [3]Gronostajski J., Chmura W., Gronostajski Z.: Bearing materials obtained by recycling of aluminium and aluminium bronze chips. Journal of Materials Processing Technology, 125–126 (2002), 483–490
• [4]Tokarski T., Wzorek Ł.: Badania własności mechanicznych i struktury szybko krystalizowanego stopu AK11.Rudy i Metale Nieżelazne, 56, 4 (2011), 196–200
• [5]Tokarski T., Wędrychowicz M., Wiewióra M.: Light metals chips recycling by plastic consolidation. Key Engineering Materials, 641 (2015), 24–29
• [6]Gronostajski J.Z., Kaczmar J.W., Marciniak H., Matuszak A.: Direct recycling of aluminium chips into extruded products. Journal of Materials Processing Technology, 64, 1–3 (1997), 149–156
• [7]Gronostajski J.Z, Kaczmar J.W., Marciniak H., Matuszak A.: Production of composites from Al and AlMg2 alloy chips. Journal of Materials Processing Technology, 77, 1–3 (1998), 37–41
• [8]Noga P., Wzorek Ł., Wiewiora J.: The Influence of extrusion ratio on the strength of hot extruded aluminium alloy chips.24th International Conference on Metallurgy and Materials METAL 2015, June 3–5, Brno
• [9]Palimąka P., Pietrzyk S., Legomski K., Końko A.: Ekstrakcja aluminium ze zgarów pochodzących z przetopu złomów. Rudy i Metale Nieżelazne Recykling, 59, 9 (2014), 453–458
• [10]Pietrzyk S., Palimąka P., Stępień M., Rogala K.: Recykling aluminium z aseptycznych opakowań kartonowych. Międzynarodowa konferencja Recykling Metali Nieżelaznych, Kraków 2016, 2–4 marca
• [11]Dybiec H.: Submikrostrukturalne stopy aluminium. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2008
• [12]Dybiec H., Motyka M.: Influence of grain refining on abrasive wear of submicrocrystalline Al-Si alloys. Materials Science Forum, 674 (3), 97–104
• [13]Lee Y.C., Dahle A.K., St. John D.H., Hutt J.E.C.: The effect of grain refinement and silicon content on grain formation in hypoeutectic Al-Si alloys. Materials Science and Engineering A, 259, 1 (1999), 43–52
• [14]Nikanorov S.P., Volkov M.P., Gurin V.N., Burenkov Yu.A., Derkachenko L.I., Kardashev B.K., Regel L.L., Wilcox W.R.: Structural and mechanical properties of Al-Si alloys obtained by fast cooling of a levitated melt. Materials Science and Engineering A, 390, 1–2 (2005), 63–69
• [15]Katgerman L., Dom F.: Rapidly solidified aluminium alloys by meltspinning. Materials Science and Engineering A, 375–377 (2004), 1212–1216
• [16]Shivaprasad C.G., Narendranath S., Desai V., Swami S., Ganesha Prasad M.S.: Influence of Combined Grain Refinement and Modification on the Microstructure and Mechanical Properties of Al-12Si, Al-12Si-4.5Cu Alloys. Procedia Materials Science, 5 (2014), 1368–1375

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).