Thermo-Mechanical Analysis of a Lever Preform Forming from Magnesium Alloy AZ31

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

Warianty tytułu

PL

Termomechaniczna analiza kształtowania przedkuwki dźwigni ze stopu magnezu AZ31

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of numerical analysis of metal forming process of a lever preform from magnesium alloy AZ31, which will be used as a semi-finished product in the forging process of a lever part. Presently, the lever forging is formed from semi-finished product in the form of a bar, which is connected with large material losses. Numerical simulations were made for two different metal forming methods: forging longitudinal rolling and cross-wedge rolling. Calculations were conducted basing on finite element method (FEM), applying commercial software DEFORM-3D. Geometrical models used in calculations were discussed. Simulations, made in conditions of three dimensional state of strain, allowed for determining distributions of strain intensity, temperature, cracking criterion, and mainly for determining the possibility of a lever preform manufacturing on the basis of rolling processes. Considering the obtained results of numerical simulations, the design of tools for semi-finished products rolling was worked out; these semi-finished products will be used for experimental verification of the lever preforms forming.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu kształtowania plastycznego przedkuwki dźwigni ze stopu magnezu AZ31, która posłuży jako półfabrykat w procesie kucia odkuwki dźwigni. Obecnie odkuwkę dźwigni kształtuje się z półfabrykatu w kształcie pręta, co związane jest z dużymi stratami materiałowymi. Symulacje numeryczne wykonano dla dwóch różnych metod kształtowania plastycznego: kuźniczego walcowania wzdłużnego oraz walcowania poprzeczno-klinowego. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o metodę elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM-3D. Omówiono modele geometryczne zastosowane w obliczeniach. Symulacje przeprowadzone w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia umożliwiły wyznaczenie rozkładów intensywności odkształcenia, temperatury, kryterium pękania, a przede wszystkim określenie możliwości wytwarzania przedkuwki dźwigni w oparciu o procesy walcownicze. W oparciu o uzyskane wyniki symulacji numerycznych opracowano konstrukcje narzędzi do walcowania półfabrykatów, które posłużą do weryfikacji doświadczalnej kształtowania przedkuwki dźwigni.

Słowa kluczowe

EN

cross-wedge rolling; longitudinal forging process; preform; FEM; magnesium alloy AZ31

• 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: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 4
• Strony: 1211--1218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomczak J.

autor

Pater Z.

autor

Bulzak T.

• LUBLIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 20-618 LUBLIN, 36 NADBYSTRZYCKA STR., POLAND

Bibliografia

• [1] L.A. Dobrzański, Metalowe materiały inżynierskie. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2004.
• [2] 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).
• [3] A. Gontarz, Z. Pater, K. Drozdowski, R. Doleba, Weryfikacja teoretyczna procesu kucia matrycowego odkuwki dzwigni ze stopu magnezu AZ80, Rudy i metale niezelazne 57, 5, 305-311 2012.
• [4] P. Wasiunyk, Kucie matrycowe, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, s. 224 Warszawa 1978.
• [5] P. Skubisz, J. Sinczak, Precision forming of thin-walled parts of AZ31 Magnesium alloy, Archives of Metallurgy and Materials 52, 329-336 (2007).
• [6] Z. Pater, Walcowanie poprzeczno-klinowe, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009.
• [7] Z. Pater, Analiza numeryczna procesu kucia matrycowego odkuwki typu korbowód, Obróbka Plastyczna Metali 18, 3, 23-29 (2007).
• [8] J. Lisowski, Walcowanie kuznicze, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1987.
• [9] G. Samołyk, J. Bartnicki, A. Tofil, M. Opielak, Opracowanie modeli materiałowych stopów Mg na podstawie badan plastometrycznych prezentowanych w literaturze specjalistycznej, Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemysle lotniczym. Plastyczne kształtowanie stopów magnezu (kucie precyzyjne, tłoczenie, wyciskanie, itd.). Sprawozdanie nr 1, 2009 (niepublikowane).
• [10] A. Gontarz, A. Dziubińska, Ł. Okoń, Determination of Friction Coefficients at elevated temperatur es for some Al., Mg, and Ti alloys, Archives of Metallurgy and Materials 56, 379-384 (2011).
• [11] T. Al-Samman, G. Gottstein, Room temperature formability of a magnesium AZ31 alloy: Examining the role of texture on the deformation mechanisms, Materials Science and Engineering A 488, 406-414 (2008).
• [12] T. Rzychoń, J. Szala, A. Kiełbus, Microstructure, castability, microstructural stability and mechanical properties of ZRE1 magnesium alloy, Archives of Metallurgy and Materials 57, 252-254 (2012).