Modelling of forming processes of two-component Al-Al alloy composites

• Autorzy: Szczepanik S.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie procesu odkształcania dwuskładnikowych kompozytów otrzymanych z proszków aluminium i stopu aluminium

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper analyses two-component material flow during forming processing. It is important to work out a suitable method of analysis of the flow of such materials during forming processing to improve the manufacturing technology of products with required shapes and properties. Physical and numerical simulation of the flow of PM preforms during forging was carried out to obtain qualitative information. The hot forming approach was adopted to obtain high density and required shape of PM composite products. Starting materials were obtained by cold pressing and hot consolidation; these were a layer and coat-core preform of aluminium and Al17Si5Fe3Cu1.1Mg0.6Zr powder. Flow of metal-metal composites during closed-die forging and extrusion is analysed. Starting materials were obtained by cold pressing and hot consolidation; these were a layer and coat-core preform of aluminium and Al17Si5Fe3Cu1.1Mg0.6Zr powder. Simulation of the flow of PM preforms during forming processes using the finite element simulation program LARSTRAN/Shape was carried out to obtain qualitative information. Numerical modelling required setting up procedures for input of initial material and identification of its constituents and their control during the shaping simulation and remeshing. To accomplish this, a workpiece consisting of several different materials was input to the finite element simulation program LARSTRAN/Shape. Results of numerical FEM simulation of the flow of PM preforms during forming processes by closed-die forging and extrusion are comparable to the observed zones of component materials.

PL

Odkształcanie na gorąco wyprasek z materiałów kompozytowych otrzymanych metodą metalurgii proszków stosuje się do wytwarzania wyrobów o dużej gęstości. W artykule przedstawiono analizę płynięcia materiałów kompozytowych metal-metal podczas odkształcania w procesie kucia w matrycach zamkniętych i wyciskania. Wypraski wielowarstwowe typu warstwa-warstwa i powłoka-rdzeń otrzymano przez prasowanie na zimno i zagęszczanie na gorąco. Do wytworzenia wyprasek zastosowano proszek aluminium i proszek jego stopu Al17Si5Fe3Cu1,1Mg0,6Zr. Numeryczne modelowanie odkształcania takich materiałów wymagało przygotowania procedury wprowadzania wyjściowych danych materiałowych, ich identyfikację i kontrolę podczas odkształcania oraz podczas generowania nowej siatki elementów. Wyrób złożony z wielu różnych materiałów oraz charakterystyki tych materiałów stanowią dane wyjściowe do symulacji metodą elementów skończonych z zastosowaniem programu LARSTRAN/Shape. Numeryczna symulacja płynięcia podczas odkształcania materiałów kompozytowych dała ilościowe i jakościowe informacje o zachowaniu się tych tworzyw podczas kucia lub wyciskania. Wyniki symulacji numerycznej są porównywalne z danymi eksperymentalnymi przedstawiającymi rozkład składników na przekroju wyrobów.

Słowa kluczowe

EN

light metal-metal composites; PM aluminium; FEM modelling; closed-die forging; extrusion

PL

materiał kompozytowy; proszek aluminium; modelowanie; metoda elementów skończonych; kucie; matryca zamknięta; wyciskanie

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 9, nr 1
• Strony: 24--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Szczepanik S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Neubrand A., Rödel J., Gradient Materials,: an Overview of a Novel Concept, Zeitschrift für Metallkunde 1997, 88, 358-371.
• [2] Kiebeck B., Meyer-Olbersleben F., Bautaile mit kontraren Eigenschaften aus Gradientenwerkstoffen herstellbar, Maschinenemarkt 1999, 105, 38-40.
• [3] Raβach S., Lehnert W., Simulation of the Deformation of Graded Materials, Advanced Engineering Materials 2000, 2, 442-444.
• [4] Szczepanik S., Raβbach S., Hot forming of aluminium based gradient materials, Proc. ESAFORM the 5th International Conference on Material Forming, Kraków April 14-17, 2002, eds. M. Pietrzyk, Z. Mitura, J. Kaczmar, Publishing House Akapit, Kraków 2002, 335-338.
• [5] Szczepanik S., Gradient Materials on Aluminium Alloy Basis Obtained from Powders, Inżynieria Materiałowa 2007, 3-4, maj-sierpień, 602-605.
• [6] Diez R., Hindelang U., Kurz A., Revised form of LARSTRAN 80 documentation, LASSO Ingenieurgesellschaft 1996.
• [7] Franzke M., PEP Programmer’s Environment for Pre-/Post-processing - Handbuch zur Version 3.30, Institut für Bildsa-me Formgebung, RWTH, Aachen 2001.
• [8] Hensel A., Spittel T., Kraft und Arbeitsbedarf bildsamer Formgebungsverfahren, VEB Deutsche Verlag für Grund- stoffindustrie, Leipzig 1978.
• [9] Szczepanik S., Przeróbka plastyczna materiałów spiekanych z proszków i kompozytów, AGH Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2003.