Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Cold unidirectional/cross‑rolling of austenitic stainless steels: a review

Mohammadzehi Sara, Mirzadeh Hamed

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 3

art. no. e129

EN

The effects of cold unidirectional/cross-rolling on the development of substructure, strain-induced martensitic transformation, crystallographic texture (preferred orientation), and mechanical properties, as well as the microstructure after subsequent annealing of metastable austenitic stainless steels were overviewed. First, the deformed state was discussed. Compared to unidirectional rolling, it was revealed that cross-rolling leads to the formation of a greater amount of deformation-induced martensite, which is related to the generation of numerous intersecting shear bands and nano-twins, as well as a higher dislocation density in the austenite phase (activation of higher number of slip/twinning systems). It was concluded that these effects are more pronounced at low reductions in thickness. Regarding texture evolution, cross-rolling tends to strengthen the Brass component in the retained austenite phase. Subsequently, the mechanical properties were reviewed, where it was concluded that a more rapid work-hardening and higher strength/hardness at low strains can be obtained due to the effects of cross-rolling on the microstructure. Moreover, while the effects of cross-rolling on the strength at high rolling reductions might not be significant, it is possible to decrease the anisotropy of the sheet due to the alternate change in the rolling direction. Afterward, the annealing of cold-rolled sheets was discussed. It was deduced that cross-rolling might be used for more intense grain refinement based on the thermomechanical processing of cold-rolling and reversion/recrystallization annealing, where the activation of greater number of slip systems, higher dislocation density, and greater martensite content in the deformed state are responsible in this regard. Finally, the suggestions for future works were proposed.

2

Numerical and experimental study on the inner diameter uniformity of hollow shafts in cross-wedge rolling with mandrel

Zhou Jing, Shen Jinxia, Wang Baoyu, Huang Xu, Guo Wei

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 3

321--336

EN

The precision forming of inner hole is one of technological bottlenecks in Cross-wedge Rolling (CWR) of hollow shaft with mandrel. The inner diameters show signs of characteristic fluctuation despite under the control of mandrel. The uniformity of inner diameter was investigated by finite element simulation and experiments in this study. The inner hole expands at the knifing stage and shrinks at the sizing stage. The dimensional fluctuation of inner diameter is mainly resulting from the improper metal flow. The radial and axial metal flows are insufficient at the knifing stage, which resulting in the hole expansion at knifing zone. The hole shrinkage is caused by the relatively adequate radial metal flow at sizing stage. The experiment results show that the hole expansion increases with the increasing stretching angle and mandrel diameter and decreases with the increasing forming angle and initial wall thickness. The hole expansion first increases and then decreases with the increasing reduction ratio. The hole shrinkage has positive correlations with forming angle, reduction ratio and initial wall thickness, and negatively correlates with stretching angle and relative mandrel diameter. A modified CWR roll with the curved-surface knife is proposed to get rid of the hole expansion. Based on experiments and simulations, the most suitable geometric parameters of the curved-surface knife are determined. Using mandrel diameter compensation can reduce the phenomenon of hole shrinkage. These methods were applied to the trial rolling of a half-shaft sleeve part, and the results show that the methods significantly restrain the inner diameter fluctuation.

3

Numerical analysis of the cross rolling process of a hollow railway axle

Pater Zbigniew

Mechanik

|

2020

|

R. 93, nr 8-9

48--52

EN

Presented is an innovative method of manufacturing hollow railway axle using three rolls. The novelty of the solution consists of the simultaneous forming of the hollow axle by three tools, which allows to quickly remove ovalisation of the cross-section of the workpiece. The correctness of the proposed solution was verified using numerical simulation. The influence of the rollers’ rotational speed on the forming process was analysed. The shape progression of the formed hollow axle, the effective strain, temperature and damage function distributions are presented. It is also shown how the force and torque on the rollers change during the rolling process.

PL

Przedstawiono innowacyjną metodę wytwarzania osi kolejowych z użyciem trzech walców. Nowość rozwiązania polega na jednoczesnym kształtowaniu drążonej osi przez trzy narzędzia, co pozwala na szybkie usunięcie owalizacji przekroju poprzecznego obrabianego elementu. Proponowane rozwiązanie sprawdzono w symulacji numerycznej. Przeanalizowano wpływ prędkości obrotowej walców na przebieg kształtowania. Przedstawiono geometrię ukształtowanej drążonej osi, rozkłady intensywności odkształcenia, temperatury oraz funkcji zniszczenia. Pokazano również, jak w trakcie kształtowania zmieniają się siła i moment obrotowy na walcach.

4

The Problem of Material Fracture Prediction in Cross Rolling Processes

Pater Zbigniew, Tomczak Janusz, Bulzak Tomasz, Zniszczyński Andrzej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2018

|

Vol. 12, no 4

184--189

EN

The paper deals with the problem of material fracture prediction in metal forming processes. It was found that the application of well-established solutions for ductile fracture prediction to the modelling of cross rolling processes leads to serious errors. These errors result from the fact that the limit value of the damage function determined via uniaxial tensile and compression tests is too low. Therefore, it is necessary to devise a new test in which the state of stress is similar to that in a cross wedge rolling process characterized by the occurrence of alternating compressive and tensile stresses.

5

Analysis of Al-Cu Bimetallic Bars Properties After Explosive Welding and Rolling in Modified Passes

Mróz S., Szota P., Stefanik A., Wąsek S., Stradomski G.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

427--432

EN

The paper presents the results of the experimental tests of Al-Cu bimetallic bars rolling process in multi-radial modified passes. The bimetallic bars consist of aluminium core, grade 1050A and copper outer layer, grade M1E. The stocks were round bars with diameter 22 mm with a copper layer share of 15 and 30%. As a result of rolling in four passes, bars of a diameter of about 16.0 mm were obtained. A bimetallic stock was manufactured using an explosive welding method. The use of the designed arrangement of multi-radial modified stretching passes resulted in obtaining Al-Cu bimetallic bars with the required lateral dimensions, an uniform distribution of the cladding layer over the bar perimeter and high quality of shear strength between individual layers.

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań doświadczalnych procesu walcowania prętów bimetalowych Al-Cu w wielopromie-niowych modyfikowanych wykrojach wydłużających. Pręty bimetalowe Al-Cu składały się z aluminiowego rdzenia w gatunku 1050A oraz miedzianej warstwy platerującej w gatunku M1E. Udział miedzianej warstwy platerującej w przekroju poprzecznym pręta wynosił 15 i 30%. średnica początkowa prętów bimetalowych wynosiła 22 mm, a średnica końcowa po walcowaniu w czterech przepustach wynosiła 16 mm. Wsad bimetalowy otrzymano z wykorzystaniem metody zgrzewania wybuchowego. Zastosowanie zaprojektowanego układu wielopromieniowych modyfikowanych wykrojów wydłużających zapewniło otrzymanie prętów bimetalowych Al-Cu o wymaganych wymiarach poprzecznych, równomiernym rozkładzie warstwy platerującej na obwodzie pręta oraz wysokiej wytrzymałości złącza na ścinanie.

6

Walcowanie poprzeczne kul do młynów kulowych

Pater Z., Brożek J.

Przegląd Mechaniczny

|

2012

|

nr 6

41-45

PL

W artykule przedstawiono nowy sposób walcowania poprzecznego półwyrobów typu kula. Wykorzystuje się w nim szczęki płaskie, mające specjalnie ukształtowane występy, które działając na materiał, kształtują jednoczenie kilka kul. W celu sprawdzenia poprawności przyjętego rozwiązania wykonano obliczenia numeryczne (oparte na MES), w których wyznaczono rozkłady intensywności odkształcenia, temperatury metalu oraz składowe sił kształtowania. Opracowany proces walcowania wdrożono w Górniczej Fabryce Narzędzi w Radzyniu Podlaskim do wytwarzania półwyrobów kul, stosowanych na mielniki do młynów kulowych.

EN

This paper presents a new method of cross rolling of semi-finished products of ball type. Flat jaws with specially formed bosses, which act on material and form several balls at the same time, were used in this method. In order to verify the correctness of the assumed solutions numerical calculations were performed (basing on FEM), in which distributions of effective strain, metal temperature and forming forces constituents were determined. The worked out process was implemented in Tools Mining Factory in Radzyń Podlaski for manufacturing of semi-finished products of ball type, applied for grinding mediums in ball mills.

7

Parametryzacja trajektorii fazowych w zastosowaniach diagnostycznych

Korbiel T., Pawlik P.

Przegląd Mechaniczny

|

2012

|

nr 6

37-40

PL

W artykule zaproponowano estymator diagnostyczny służący do parametryzacji pola powierzchni trajektorii fazowej. Przedstawiono zastosowanie estymatora do diagnozowania stanu linii walów, przy uprzednim określeniu maksymalnej odchyłki od stanu ustalonego. Dokonano analizy funkcjonalnej zaproponowanego narzędzia przez przeprowadzenie czynnego eksperymentu diagnostycznego na wale podpartym trzema gniazdami łożyskowymi. Przeprowadzone badania wykazały użyteczność zaproponowanego rozwiązania do budowy systemów monitorujących, wykrywających w czasie rzeczywistym zmianę linii wałów.

EN

Diagnostic estimator for parameterization of phase trajectory area was proposed in this paper. Application of estimator for diagnosis line of shafts, with previously identifying the maximum deviation from steady state, was presented. Functional analysis of the proposed tool by conducting active diagnostics experiment on shaft supported three bearing slots was performed. Studies have shown the usefulness of this solution for building monitoring systems to detect changesin shafts lines in real time.

8

Analiza numeryczna procesu walcowania wałków drążonych z uzębieniami

Tomczak J., Pater Z., Bartnicki J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 8

678--681

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej procesu walcowania wielostopniowego wałka drążonego z wieńcem zębatym. Analizę numeryczną procesu oparto na metodzie elementów skończonych (MES), wykorzystując komercyjny pakiet oprogramowania DEFORM-3D. Omówiono szczegółowo model geometryczny zastosowany w obliczeniach MES. Symulacje przeprowadzono w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia, w trakcie których wyznaczono parametry geometryczne wyrobów oraz siłowe procesu. Opisane rezultaty badań numerycznych potwierdzają możliwość wytwarzania wałków drążonych z wieńcami uzębionymi ze wsadu w postaci rury metodami walcowania poprzecznego trzema narzędziami.

EN

This paper presents the results of the numerical analysis of the rolling process of a multistage hollowed shaft with a toothed wheel rim. The numerical analysis of this process was conducted basing on the finite element method (FEM), with the application of the commercial software DEFORM-3D. The geometrical model used in FEM calculations was discussed in details. Simulations were made in the conditions of three-dimensional state of strain. During these simulations the following data were determined rolling moments distributions. The described results of numerical research confirm the possibility of manufacturing of hollowed shafts with toothed wheel rims from the billet in the form of a bar by means of cross-wedge rolling with three tools.

9

Modelowanie numeryczne procesu walcowania uzębienia skośnego

Pater Z., Gontarz A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 6

366-369

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy termomechanicznej procesu walcowania na gorąco zębów skośnych kształtowanych zębatkami prostymi. Kształt narzędzi jest zbliżony do stosowanego w znanej metodzie Roto-Flo. Obliczenia wykonano w programie DEFORM-3D, zakładając, że walcowanie przebiega bez wydłużenia odkuwki. W efekcie przeprowadzonych symulacji wyznaczono rozkłady odkształceń, temperatur oraz składowych siły walcowania. Stwierdzono, iż stosując narzędzia o zakładanym kształcie można skutecznie walcować uzębienia skośne na wałkach ze stopu aluminium gatunku PA38.

EN

This paper presents the results of thermomechanical analysis of rolling process in hot conditions of skew teeth formed by means of flat racks. The tools shape is similar to the shape used in the well-known Roto-Flo method. The calculations were done by means of software DEFORM-3D, assuming that rolling took place without the forging elongation. In the result of the simulations distributions of strain, temperature and components of rolling load were determined. It was stated that applying the tools with the assumed shape it is possible to roll skew teeth on shafts made from PA38 aluminum alloy.

10

Analiza procesu walcowania poprzecznego uzwojenia ślimaka

Pater Z.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 10

746-751

PL

W artykule przedstawiono nową koncepcję kształtowania wałków ze ślimakami, bazującą na procesie walcowania poprzeczno-klinowego (WPK). Polega ona na zastosowaniu specjalnych szczęk płaskich, które działając na materiał kształtują uzwojenia ślimaka. Wkładki te powinny być umieszczone w końcowej części narzędzi klinowych. Wykonane obliczenia numeryczne (bazujące na MES) oraz próby eksperymentalne walcowania w sposób jednoznaczny potwierdziły skuteczność proponowanej metody w zakresie kształtowania uzębienia ślimaka. W artykule podano również przykład rozwiązania zapewniającego odwalcowanie jednym narzędziem wałka stopniowanego ze ślimakiem.

EN

This paper presents a new conception of forming of shafts with worms, basing on cross-wedge rolling process (CWR). This conception is connected with the application of special flat dies, which acting on the material form the worm winding. These dies should be placed at the end of wedge tools. Conducted numerical calculations (basing on FEM) and experimental tests of rolling in an synonymous way confirmed the effectiveness of the proposed method within the scope of worm winding forming. This paper presents also solutions guaranteeing rolling of a stepped shaft with a worm by means of one tool only.

11

Analysis of cross rolling process of toothed titanium shafts

Pater Z., Gontarz A., Samołyk G., Bartnicki J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 3

617-626

EN

This paper presents the results of thermo-mechanical analysis of two stepped shafts. One of them has a step with toothed wheel rim (with skew teeth) and the second one has a step with worm winding (in the shape of trapezoidal screw). The shape of tools for toothing forming is similar to the shape used in a well-known Roto-Flo method (the basic differences include: rolling of whole shaft in hot rolling conditions, lack of mounts for stabilization of workpiece placement during rolling). Calculations were made in software DEFORM-3D, assuming that the shafts are rolled from titanium alloy Ti6Al4V. In the results of calculations, it was stated with high probability that the application of cross-wedge rolling allows for forming of stepped shafts with toothed steps in one working cycle. Moreover, temperature, strain and damage criterion distributions in the rolled product were analyzed and information concerning forces necessary for the rolling process realization was obtained.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy termomechanicznej dwóch wałków stopniowanych. Jeden z nich ma stopień z wieńcem zębatym (o zębach skośnych), zaś drugi uzwojenia ślimaka (w kształcie śruby trapezowej). Kształt narzędzi stosowanych do walcowania uzębień jest zbliżony do wykorzystywanego w znanej metodzie Roto-Flo (podstawowe różnice to walcowanie na gorąco całego wałka oraz nie stosowanie kłów do stabilizacji położenia odkuwki w trakcie kształtowania). Obliczenia wykonano w programie DEFORM-3D, zakładając ze wałki walcowane są ze stopu tytanu Ti6Al4V. W efekcie wykonanych obliczeń, z dużym prawdopodobienstwem, stwierdzono, że stosując metodę walcowania poprzeczno-klinowego można kształtować w jednym przejściu wałki stopniowane ze stopniami uzębionymi. Ponadto, prześledzono rozkłady temperatury, odkształcenia i kryterium zniszczenia w wyrobie odwalcowanym oraz uzyskano informacje na temat sił niezbędnych do realizacji procesu walcowania.

12

Cross rolling of parts with non-circular cross section

Pater Z., Gontarz A., Weroński W

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2008

|

Vol. 8, no 2

139-147

EN

The aim of this paper is to present the possibilities of forming by means of cross rolling method (CR) of the parts with cross section different from circular one. In the paper the methodology of profiled tools forming is provided. These tools application allows for obtaining of part s with cross section in the shape of square, hexagon, oval, etc. The correctness of the worked out forming conception was confirmed by the results of numerical calculations and experimental research. Experiments were made in laboratory rolling milI LUW-2, parts from steel C45 type were rolled in hot forming conditions. Uniquely, it was stated that using profiled tools, parts in the form of stepped axles and shafts which have steps or non circular cross section can be formed with satisfactory precision. The.application in industrial conditions or profiled tools will alIow for enlarging scope or CR technological possibilities and decreasing of material consumption.

PL

Celem opracowania jest przedstawienie możliwości kształtowania metodą walcowania poprzecznego (WP) wyrobów o przekroju poprzecznym różnym od kołowego. W artykule podano metodykę projektowania narzędzi profilowych, których zastosowanie umożliwia uzyskiwanie wyrobów o przekroju poprzecznym w kształcie kwadratu, sześciokąta, owalu i in. Słuszność opracowanej koncepcji kształtowania potwierdziły wyniki obliczeń numerycznych oraz badań doświadczalnych. Próby doświadczalne prowadzono w walcarce laboratoryjnej LUW-2, walcując na gorąco odkuwki ze stali w gatunku C45. Jednoznacznie wykazano, że stosując narzędzia profilowe można z satysfakcjonującą dokładnością kształtować wyroby typu stopniowanych osi i wałów, które posiadają stopnie o niekołowym przekroju poprzecznym. Zastosowanie w warunkach przemysłowych narzędzi profilowych pozwoli na rozszerzenie możliwości technologicznych WP oraz zmniejszy zużycie materiałów.