Efekt zastosowania matryc wypukłych w wyciskaniu materiałów złożonych o układzie rdzeń-powłoka

• Autorzy: Nowotyńska I. , Śliwa R.

Warianty tytułu

EN

Using of convex dies in extrusion of layered composites of core-sleeve system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zasadnicze cechy procesu wyciskania: możliwość uzyskania wyrobu gotowego w jednej operacji, co jest związane z dużym odkształceniem (zmiana kształtu), oraz możliwość wpływania na strefę plastyczną poprzez odpowiedni kształt matrycy uzasadniają zastosowanie tego procesu do bardziej złożonych przypadków odkształcenia, np.: wyciskanie materiałów złożonych. W artykule zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych dotyczących plastycznego płynięcia dwóch różnych materiałów o układzie rdzeń-powłoka w procesie wyciskania. Dokonano analizy wpływu różnych parametrów procesu wyciskania kompozytów warstwowych na plastyczne płynięcie ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania matrycy wypukłej. Badano wpływ konfiguracji wlewka (udział objętościowy i aranżacja składników w materiale wsadowym) na końcowy efekt jednoczesnego odkształcenia materiałów kompozytowych stosując metaliczne materiały wsadowe: ołów miękki, twardy stop ołowiu oraz miękką i utwardzoną plastelinę z wykorzystaniem kompletu matryc wypukłych. Na podstawie analizy zdeformowanej siatki (metoda wizjoplastyczności), zasięg stref plastycznych, siłę wyciskania i rozkład względnych prędkości cząstek w obszarze otworu matrycy, zaproponowano najlepszą geometrię matrycy wypukłej dla danego kompozytu warstwowego, biorąc pod uwagę względnie małą strefę plastyczną, bardziej jednorodne odkształcenie i stosunkowo małą siłę wyciskania. Opierając się pomiarach siły podczas wyciskania przez matryce wypukłe określono zależność maksymalnej siły wyciskania od kąta matrycy. Wykazano, że istnieje optymalna wartość kąta matrycy wypukłej, dla którego wartość siły wyciskania jest najmniejsza, co może stanowić kryterium wyboru dla najlepszej geometrii matrycy podczas wyciskania.

EN

Fundamental and important advantages of the extrusion process is that the final shape of the product can be obtained in one operation with large change of shape and possibility of influencing the deformation zone by changing the shape of the die. Material flow during the extrusion strongly depends on the die design. Choice of the adequate die geometry gives a possibility of controlling plastic flow of material under condition of plastic deformation. Experimental studies of metal flow in the co-extrusion of two different materials of core-sleeve system have been presented in this work. Impact of various parameters of the extrusion of layered composite material on the flow pattern with paying attention to convex dies has been analyzed. The influence of the initial billet geometry (components arrangement and volume ratios) of hard core-soft sleeve (using soft lead, hard lead alloy, soft and hard plasticines as model materials and set of the convex dies) on final effect of simultaneous deformation of layered composite has been investigated. Basing on the analysis of the grid distortion (visioplasticity method), range of the deformation zones, extrusion load and relative velocity distribution in the plastic zone and orifice region, the best convex die geometry in comparison with others has been proposed. It can be selected taking into account relatively small plastic zone, more uniform deformation and relatively small extrusion load. Possible indication of the range of the die angles for given properties of the components of the composite and process parameters have been presented. Based on the experimental study of the extrusion load using convex dies, the dependence of maximal load on the angle of the die have been determined. One can observe that existing an optimal value of the convex die angle minimizing value of the extrusion load, what can be criterion for looking for the adequate shape of the extrusion die.

Słowa kluczowe

PL

wyciskanie; matryce wypukłe; materiały kompozytowe

EN

extrusion; convex dies; composite materials

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 52, nr 10
• Strony: 606--615
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Nowotyńska I.

autor

Śliwa R.

• Politechnika Rzeszowska, Rzeszów

Bibliografia

• 1. Tokuno H., Ikeda K.: Analysis of deformation in the extrusion of composite rods. J. Mat. Proc. Tech., 1991, nr 26, s. 323÷335.
• 2. Laue K., Stenger H.: Extrusion. American Society for Metals. Metals Park, Ohio 1981.
• 3. Śliwa R.: Odkształcenie plastyczne kompozytów metalowych podczas wyciskania . Zesz. Nauk. Polit. Rzeszowskiej nr 95, Mechanika z. 32, Rzeszów, 1992.
• 4. Ahmed N.: Extrusion of cooper clad aluminium wire. J. Mech. Work. Techn., 1978, nr 2.
• 5. Śliwa R.: Plastic zones in extrusion of metal composites. Journal of Materials Processing Technology 1997, nr 67, s. 29÷35.
• 6. Yeong-Maw Hwang, Te-Fu Hwang: An investigation into the plastic deformation behavior within a conical die during comite rod extrusion. Journal of Materials Processing Technology 2002, nr 121, s. 226÷233.
• 7. Dragutinowic, R., Zasadziński J.: Flow of aluminium alloys during extrusion through the dies of various geometry. Proceedings of the Sixth International Symposium on Plasticity and Resistance to Metal Deformation, Herceg-Novi, 1989, s. 107÷110.
• 8. Zasadziński J., Libura W.: Wyciskanie metali przez matryce wypukłe. Mat. Konf., Przeróbka Plastyczna ’93, Komitet Metalurgii PAN, Sekcja Przeróbki Plastycznej, Krynica 1993, s. 175÷183.
• 9. Libura W., Zasadziński J., Misiolek W. Z.: Metal flow control in extrusion. Mat. Konf. International Congress on Metalurgy and Materials Technology, Sao Paulo, Brazylia, 1994, t. 6, s. 231÷238.
• 10. Kazanowski P., Libura W., Galanty M.: Modelowanie płynięcia aluminium w procesie wyciskania na gorąco. Rudy Metale 1997, t. 42, nr 11, s. 489÷493.
• 11. Galanty M., Libura W., Zasadziński J.: Evaluation of Force Parameters for Aluminium Powder Extrusion, Advanced Technology of Plasticity. Mat. Konf. 6th ICTP, Nurnberg, 1999, tom 3, s. 1871÷1876.
• 12. Kazanowski P., Libura W., Śliwa R.: Effect of the Convex Die Geometry on the Process Parameters During Extrusion. Eighth International Aluminum Extrusion Technology Seminar (ET ’04) Orlando USA 2004, s. 143÷150.