Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of varnishing and soaking on formability of the AW-5052-H28 aluminium alloy sheets in Erichsen cupping test

Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Balcerzak Maciej

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

137-144

EN

This article presents the results of experimental tests on the stretch-forming ability of 0.21-mm-thick AW-5052-H28 aluminium alloy sheets used in the production of pull-off cups. Erichsen test under various tribological conditions (dry friction, lubrication with graphite lubricant) was used to assess the sheet formability. Punches with a various diameter of the spherical end (8 and 20 mm) were used in the tests. The effect of soaking conditions and varnishing variants on the value of Erichsen indices IE and IE11 was investigated. The sheets were soaked for 13 minutes at various temperatures: 185°C, 190°C and 200°C. In test conditions without lubrication, the lowest value of the IE index = 3.3 mm was observed for sheets in as-received state and for samples after soaking. However, the highest values of the Erichsen index in tests without lubrication were measured for varnished samples and repeatedly soaked. The tests conducted under lubrication conditions with graphite grease revealed usually higher values of the IE index compared to testing conditions without the use of grease. The values of the IE11 index were approximately twice lower than the IE indices. Observation of the bulge surface revealed a smooth surface, which means that the material is characterised by a fine-grained microstructure.

PL

W tym artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych odkształcalności blach ze stopu aluminium AW-5052-H28 o grubości 0.21 mm stosowanych do produkcji kapsli zawierających zawleczkę. Tłoczność blachy określono metodą Erichsena w warunkach tarcia suchego i smarowania smarem grafitowym. Wykorzystano stemple o średnicy sferycznej końcówki 8 oraz 20 mm. Badano wpływ warunków lakierowania i wygrzewania na wartość wskaźników Erichsena IE oraz IE11. Wygrzewanie blach przeprowadzano w czasie 13 minut i w różnej temperaturze: 185°C, 190°C oraz 200°C. W warunkach bez smarowania najmniejszą wartością wskaźnika IE = 3,3 mm charakteryzowały się blachy w stanie dostawy oraz próbki po wygrzewaniu. Natomiast najwyższe wartości wskaźnika Erichsena w badaniach bez smarowania zmierzono dla próbek lakierowanych oraz wielokrotnie wygrzewanych. Testy przeprowadzone w warunkach smarowania smarem grafitowym ujawniły przeważnie większe wartości wskaźnika IE w porównaniu do warunków testowania bez użycia smaru. Wartości wskaźnika IE11były około dwukrotnie mniejsze niż wskaźnika IE. Obserwacja powierzchni wytłoczenia pozwoliła stwierdzić gładką powierzchnię, co oznacza, że materiał charakteryzował się drobnoziarnistą mikrostrukturą.

2

Effect of floating-plug drawing process parameters on surface finish of inner and outer surfaces of AISI 321 stainless steel thin-walled tubes

Żaba Krzysztof, Szpunar Marcin

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

27-37

EN

This article presents the results of the analysis of changes in the surface topography of AISI 321 (1.4541) thin-walled stainless steel tubes in single-pass Floating-Plug Drawing (FPD) process. Experimental tests were carried out with variable drawing speed (1, 2, 3, 4, 6, and 10 m/min) and different angles of floating plug (11.3°, 13° and 14°). Wisura DSO7010 (Fuchs Oil) lubricant was used in the experiments. Mean roughness Ra and ten point height of irregularities Rz were adopted as surface quality indicators. Roughness parameters were measured independently on the inner and outer surfaces of thin-walled tubes. Analysis of variance was used to analyse the relationship between process parameters (drawing speed and angle of floating plug) and surface roughness of tubes. A decrease in the values of both analyzed roughness parameters was observed as a result of the drawing process. The FPD process significantly improves the inner surface quality of AISI 321 thin-walled stainless steel tubes. The mean roughness value tends to increase with increasing drawing speed, while the angle of the floating-plug has no significant effect on the mean roughness Ra.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy zmian topografii powierzchni rur cienkościennych ze stali nierdzewnej AISI 321 po procesie ciągnienia na korku swobodnym. Badania eksperymentalne przeprowadzono w jednym przejściu, ze zmienną prędkością ciągnienia (1, 2, 3, 4, 6, and 10 m/min) oraz różnymi kątami β korka swobodnego (11.3°, 13° and 14°). W badaniach eksperymentalnych wykorzystano smar Wisura DSO7010 (Fuchs Oil). Jako wskaźniki jakości powierzchni przyjęto średnie arytmetyczne odchylenie rzędnych profilu Ra oraz wysokość chropowatości według 10 punktów Rz. Parametry chropowatości mierzono niezależnie na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni rur cienkościennych. Do analizy związków pomiędzy parametrami procesu ciągnienia (prędkość ciągnienia i kąt korka swobodnego) wykorzystano analizę wariancji. Zaobserwowano zmniejszenie wartości obydwu analizowanych parametrów chropowatości w wyniku procesu ciągnienia. Proces ciągnienia na korku swobodnym znacznie poprawia jakość wewnętrznej powierzchni cienkościennych rur ze stali nierdzewnej AISI 321. Zaobserwowano tendencję do zwiększania się parametru Ra wraz ze wzrostem prędkości ciągnienia, podczas gdy kąt β korka swobodnego nie miał znaczącego wpływu na średnią chropowatość Ra.

3

Analysis of wear resistance of metallic-reinforced polyurethane resin composites for sheet metal forming

Wiewióra Marcel, Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Balcerzak Maciej, Marcin Madej

Advances in Materials Science

|

2024

|

Vol. 24, nr 3(81)

18--29

EN

The paper presents the results of testing the wear resistance and coefficient of friction (COF) tools made of SikaBeresin® F50 polyurethane resin intended for dies and punches for the cold sheet metal forming process. Seven sets of composite tools (rotating rings) additionally reinforced with waste metallic powders from Al and Cu alloys (5-20% by volume) from the dry cutting process of pipes and rods were tested. Wear resistance tests and determination coefficient of friction were carried out using the T-05 block-on-ring tribotester. The tests were performed for heat and corrosion resistant sheets made of nickel alloy AMS5599 (Inconel 625), iron alloy AMS5510 (321) and aluminum alloy sheets AMS4026 (6061-T4). Composite tools with the addition of 20% aluminum powder (A+B+C+20%Al) tested with a specimen of steel alloy AMS5510 and nickel alloy AMS5599 were characterized by the lowest wear resistance. In each case, the composite rotating ring without reinforcements was characterized by the lowest coefficient of friction. The use of Cu powder reinforcements in each case had a positive effect on increasing wear resistance. The best wear resistance of 0.011% was obtained for composite rotating ring with the addition of 10% copper powder paired with specimen of nickel alloy AMS5599 sheet.

4

Mechanical properties of aluminium/copper bimetallic sheets subjected to cyclic bending

Żaba Krzysztof, Puchlerska Sandra, Rusz Stanislav, Fejkiel Romuald

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

47--54

EN

The aim of this study is to evaluate the influence of the roll bonding (RB) process on the mechanical properties of Al/Cu bimetallic strip specimens. A specially designed test instrument for the cyclic bending test of strip specimens produced by RB has been proposed. The test consists in repeated pulling of a strip of sheet metal through a system of cylindrical countersamples. Samples cut along and across the sheet rolling direction were tested. The specimens were subjected to preliminary microstructural tests using an optical microscope with Nomarski contrast and scanning electron microscopy. The tests showed a slight influence of the orientation of the samples on the change of the mechanical properties of the bimetallic sheets in the cyclic bending process. In the case of samples oriented along the sheet rolling direction, discontinuities in the transition layer were found. The samples oriented perpendicularly to the rolling direction were free of this defect.

PL

Celem artykułu jest ocena wpływu procesu walcowania na właściwości mechaniczne próbek w postaci pasów blachy bimetalowej Al/Cu. Zaproponowano specjalnie zaprojektowany przyrząd do cyklicznego gięcia próbek wytwarzanych metodą walcowania. Test polega na wielokrotnym przeciąganiu paska blachy przez układ cylindrycznych przeciwpróbek. Badaniom poddano próbki cięte wzdłuż i w poprzek kierunku walcowania blachy. Próbki poddano wstępnym badaniom mikrostrukturalnym przy użyciu mikroskopu optycznego z kontrastem Nomarskiego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Badania wykazały niewielki wpływ orientacji próbek na zmianę właściwości mechanicznych blach bimetalicznych w procesie cyklicznego zginania. W przypadku próbek zorientowanych wzdłuż kierunku walcowania blachy stwierdzono nieciągłości w warstwie przejściowej. Próbki zorientowane prostopadle do kierunku walcowania były wolne od tej wady.

5

Analysis of tribological performance of new stamping die composite inserts using strip drawing test

Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Puchlerska Sandra, Wiewióra Marcel, Góral Marek, Trzepieciński Tomasz

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

55--62

EN

This article assesses the tribological performance of new composite tool sets for stamping dies. Four sets of composite countersamples were tested. These consisted of polyurethane resin with mineral filler (base variant) and modified with aluminium powder (10wt%) and roving fabric (5wt%). Strip samples for the strip drawing tests were cut from AMS5599 (Inconel 625) corrosion-resistant nickel alloy, AMS5510 (321) corrosion and heat-resistant steel and AMS6061-T4 heat treatable aluminium alloy sheet metals. The influence of the type of sample material on the coefficient of friction (COF) was observed. The smallest values of the COF over the entire range of clamping force values used on AMS5599 and AMS5510 sheets were observed during tests with countersamples made of the base variant of composite. When testing the AMS6061-T4 aluminium alloy sheet, the countersamples modified with roving fabric provided the lowest value of COF, which stabilised at a value of about 0.197 as pressure was increased.

PL

Celem artykułu jest ocena właściwości tribologicznych nowych kompozytowych wkładek do tłoczników. Badaniom poddano cztery zestawy przeciwpróbek kompozytowych składających się z żywicy poliuretanowej z wypełniaczem mineralnym (wariant bazowy) oraz modyfikowanych proszkiem aluminiowym (10% mas.) i tkaniną rowingową (5% mas.). Próbki do testu przeciągania pasa blachy wycięto z blach AMS5599, AMS5510 i AMS6061-T4. Zaobserwowano wpływ rodzaju materiału przeciwpróbki na współczynnik tarcia. Najmniejsze wartości współczynnika tarcia w całym zakresie zmian siły docisku dla blach AMS5599 i AMS5510 zaobserwowano podczas badań z przeciwpróbkami wykonanymi z bazowego wariantu kompozytu. Podczas badania blachy ze stopu aluminium AMS6061-T4 przeciwpróbki modyfikowane tkaniną rowingową zapewniły najmniejszą wartość współczynnika tarcia, która w zakresie ustabilizowanym osiągnęła wartość około 0,197.

6

Shape accuracy in single point incremental forming of conical frustums from titanium CP2 sheets

Szpunar Marcin, Balcerzak Maciej, Żaba Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

63--75

EN

This paper presents frustum cone drawpiece analysis made of titanium CP2 sheet by a single incremental sheet forming. Central composite design has been adopted to carry out an experiment containing 20 runs, then multi-criteria parameter optimization has been done. Optimal parameters have been validated and responses deviations do not exceed 4% compared to created models. For the drawpiece formed with optimal parameters, AGRUS optical measurement and X-ray tomography has been applied to check the obtained of the part wall thickness and general deviations compared to the CAD model. The wall angle discrepancy of the cone generatrix has also been analyzed. No gaps or ruptures have been confirmed by X-ray. The blank rolling direction has a significant effect on the drawpiece deviations. The measurement results showed deviations of the drawpiece wall angle +0.27°/- 0.06°, sheet thickness on the cone +0.012/-0.04 mm and +0.151/-0.096 mm from the reference CAD geometry.

PL

W pracy przedstawiono analizę wytłoczek w kształcie stożka ściętego wykonanego z blachy tytanowej CP2 metodą jednopunktowego przyrostowego kształtowania. Do przeprowadzenia eksperymentu obejmującego 20 przebiegów przyjęto centralny plan kompozycyjny, następnie dokonano wielokryterialnej optymalizacji parametrów. Dokonano walidacji optymalnych parametrów, a uzyskane wyniki nie przekraczają 4% w odniesieniu do stworzonych modeli. Dla wytłoczki uformowanej z optymalnymi parametrami zastosowano pomiar optyczny AGRUS oraz tomografię rentgenowską w celu sprawdzenia uzyskanej grubości ścianki wytłoczki i odchyłek w porównaniu z modelem CAD. Przeanalizowano również rozbieżność kątów ścian tworzących stożka. Za pomocą skanu rentgenowskiego potwierdzono brak szczelin i pęknięć wytłoczki. Kierunek walcowania półfabrykatu ma istotny wpływ na odchyłki. Wyniki pomiarów wykazały odchylenia kąta ścianki wytłoczki +0,27/-0,06°, grubości ścianki na stożku +0.012/-0.04 mm oraz +0.151/-0.096 mm od geometrii referencyjnej CAD.