Theoretical and Experimental Research on Forge Rolling Process of Preforms From Magnesium Alloy AZ31

• Autorzy: Bulzak T. , Tomczak J. , Pater Z.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0072

Warianty tytułu

PL

Badania teoretyczne i doświadczalne procesu walcowania kuźniczego przedkuwek ze stopu magnezu AZ31

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents results of theoretical and experimental research works on the rolling process of a lever preform from magnesium alloy AZ31. The forge rolling process of the preform was realized in the system oval-circle. The paper focuses mainly on kinematics of material flow and proper filling of rolling impressions. Research aiming at determining possibilities of faults presence in the form of cracks, overlapping and improper filling of the impressions were also conducted. During experimental research it was noticed that material cracking took place at the moment of material clamping by rolls. Moreover, it was stated that this cracking may be the result of large shearing stresses action, appearing at the moment of material clamping by rolls. Shearing stresses values were determined on the basis of numerical calculations. Next, tools were modified in order to lower tangential stresses at the moment of material clamping by rolls. The further experimental research with modified tools confirmed the rightness of the assumptions. On the basis of conducted works on the forge rolling process of magnesium alloy AZ31, it was stated that when material is clamped by tools tangential stresses intensification should not take place.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań teoretyczno - doświadczalnych procesu walcowania przedkuwki dźwigni ze stopu magnezu AZ31. Proces walcowania kuźniczego przedkuwki realizowano w systemie owal - koło. W opracowaniu skupiono się przede wszystkim na kinematyce płynięcia materiału oraz poprawności wypełnienia wykrojów walcowniczych. Prowadzono również badania pod kątem określenia możliwości powstawania wad w postaci pęknięć, zawalcowań oraz niewłaściwego wypełnienia wykrojów. Badania doświadczalne wykazały, że w momencie chwytu materiału przez walce, w wyniku działania zbyt dużych naprężeń ściskających, występuje jego pękanie. Stąd w pracy na podstawie obliczeń numerycznych wyznaczono wartości naprężeń ścinających. W oparciu o uzyskane wyniki dokonano modyfikacji narzędzi. Badania doświadczalne z wykorzystaniem zmodyfikowanych narzędzi potwierdziły poprawność przyjętych założeń. Na podstawie przeprowadzonych prac nad procesem walcowania kuźniczego stopu magnezu AZ31 stwierdzono, że w momencie chwytu materiału przez narzędzia nie powinno dochodzić do intensyfikacji naprężeń stycznych.

Słowa kluczowe

EN

forge rolling; rolled forgings; magnesium alloys; cracking; FEM; experiment

PL

walcowanie kuźnicze; walcowanie przedkuwki; stopy magnezu; pękanie; FEM; eksperyment

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 1
• Strony: 437--443
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bulzak T.

• Lublin University of Technology, Mechanical Department, 36 Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Tomczak J.

• Lublin University of Technology, Mechanical Department, 36 Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Pater Z.

• Lublin University of Technology, Mechanical Department, 36 Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] H. Watari, Trend of research of development for magnesium alloys - Reducing the weight of structural materials in motor vehicles, Science & Technology Trends Quarterly Review 18, 84-97 (2006).
• [2] H. Watari, R. Paisarn, T. Haga, K. Noda, Development of man-ufacturing process of wrought magnesium alloy sheets by twin roll casting, Journal of Achievements in Materials and Manu-facturing Engineering 20, 447-450 (2007).
• [3] K. Iwanaga, H. Tashiro, H. Okamoto, K. Shimizu, Improvement of formability from room temperature to warm temperature in AZ31 magnesium alloy, Journal of Materials, Processing Technology 155-156, 1313-1316 (2004).
• [4] L. A. Dobrzański, T. Tański, A. D. Dobrzańska-Danikiewicz et al., General characteristics of Mg-Al-Zn alloy, Open Access Library 5, 11-25, (2012).
• [5] Z. Trojanová, Z. Drozd, P. Lukáć, A. Chatey, Mechanical prop-erties of a squeeze cast Mg-Al-Sralloy, Journal of Archives of Materials Science and Engineering 29, 97-104 (2008).
• [6] M. M. Avedesian, H. Baker, Magnesium and Magnesium Alloys, ASM International, USA (1999).
• [7] E. Hadasik, D. Kuc, Plastic forming of magnesium alloys, Metal Forming 24, 131-146 (2013), (in Polish).
• [8] T. Bulzak, J. Tomczak, Z. Pater, Prediction of the effect of roll forging mill design on its operation use, Mechanik 87, 100-104 (2014), (in Polish).
• [9] J. Tomczak, Z. Pater, T. Bulzak, Thermo - Mechanical Analy-sis of a Lever Preform Forming from Magnesium Alloy AZ31, Archives of Metallurgyand Materials 57, 1211-1218 (2012).
• [10] P. Wasiunyk, Kucie matrycowe, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, s. 224 Warszawa 1978.
• [11] A. Gontarz, A. Dziubińska, Ł. Okoń, Determination of friction coefficients at elevated temperatures for some Al, Mg, and Ti alloys, Archives of Metallurgy and Materials 56, 379-384 (2012).
• [12] T. Bulzak, J. Tomczak, Z. Pater, Forming a lever preform made of aluminium alloy 2014, Metalurgija 53, 4, 505-508 (2014).