Effect of temperature and strain rate on friction factor during hot deformation of Al-Mn and Al-Cu-Mg Al-alloys

• Autorzy: Petrov P. , Gnevashev D. , Dubinchin A. , Petrov M. , Solotych V. , Eiesland J. W.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury i prędkości odkształcenia na czynnik tarcia podczas odkształcania na gorąco stopów aluminium Al-Mg I Al-Cu-Mg

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Massive hot forging of any aluminium alloy can be performed with the help of several types of metal-forming machines, namely hydraulic press, mechanical press, screw press etc. Applying one of these machines allows production of either typical forgings or near net shape forgings. Anyway, there is a technological parameter which has a strong influence the quality of a forging made of Al-alloy. This is the composition of lubricant. The choice of a lubricant for forging is major task, especially in case of aluminium alloys deformation. The efficiency of any lubricant can be estimated by at least three criteria: 1) the lubricant should have good tribological properties; 2) the lubricant should have good heat-shielding properties; 3) the lubricant should produce little or no smoke. The paper is linked to the investigation of the effect of temperature as well as strain rate on lubricants for massive hot forging. Friction factor was chosen as one of the criteria for the estimation of the effects mentioned. Wide range of temperatures was observed. The research on friction has been done for Al-Mn and Al-Cu-Mg aluminium alloys. In this connection, physical and numerical investigation of friction performed. The condition of experimental investigation corresponded to the forging process of Al-alloys with the help of the hydraulic and screw press as well. The ring upsetting technique with combination of FE-simulation was chosen for investigation of the effect of temperature and strain rate on friction factor value. The regressions for the relationship between friction factor and temperature as well as strain rate for all lubricant under study have been obtained. Some practical recommendations were given.

PL

Tematem artykułu są badania wpływu temperatury oraz prędkości odkształcenia na własności smarów w procesie kucia matrycowego na gorąco. Wspólczynnik tarcia został wybrany jako jedno z kryteriów estymacji analizowanego efektu. Badania tarcia wykonano dla stopów aluminium Al-Mg oraz Al-Cu-Mg w podwyższonej temperaturze. Zachowanie się smarów analizowano w zakresie temperatur 200-470°C. Przeprowadzono fizyczne oraz numeryczne symulacje. Badania doświadczalne wykonane zostały dla procesu kucia stopów aluminium na prasach hydraulicznej i śrubowej. Natomiast do analizy numerycznej wpływu temperatury i prędkości odkształcenia na współczynnik tarcia wybrano proces spęczania pierścieni symulowany przy użyciu metody elementów skończonych. Ostatecznie otrzymano zależności regresyjne pomiędzy analizowanymi parametrami, które zostały przedstawione w artykule wraz z pewnymi praktycznymi wskazówkami.

Słowa kluczowe

EN

Al-Mg alloy; Al-Cu-Mg alloy; ring test; FEM; friction model; friction factor; lubricant

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 9, No. 1
• Strony: 55--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Petrov P.

autor

Gnevashev D.

autor

Dubinchin A.

autor

Petrov M.

autor

Solotych V.

autor

Eiesland J. W.

• Moscow State Technical University "MIAMI", B. Semenovskay str. 38, 107023 Moscow, Russia,

Bibliografia

• 1.  Grudev, A.P., Zilberg, U.V., Tilik, V.T., Friction and lubrications in metal forming, Handbook, Metallurgia, Moscow, 1982.
• 2.  Kunogi, M., On plastic deformation of hollow cylinders under axial compressive loading, Rep. Sci. Res. Inst., Tokyo, 2, 63-92, 1954.
• 3.  Levanov, A.N., Kolmogorov, V.L., Burkin, S.P., Kartal B.R., Ashpur, U.V.,  Spasskiy, U.L, Contact friction in metal forging, Metallurgia, Moscow, 1976.
• 4.  Male, A.T., Cocroft, M.G., Method for the determination of the coefficient of friction of metals under conditions of bulk plastic deformation, J. Instit. Metals, 93, 1964-65, 38- 46.
• 5.  Petrov, P.A, Generalized approach to the choice of lubricant for hot isothermal forging of aluminium alloys, Computer Methods in Materials Science, 7(2), 2007, 106-111.
• 6.  Siebel, E., Resistance and deformation and the flow material during rolling, Stahl und Eisen, 50, 1930, 1769-1775.
• 7.  Wanheim, T., Friction at high normal pressures, Wear, 25, 1973,225-244.