Sıcak Baskı Koşullarında Şekillendirme Limit belirlemesi için yeni bir iki eksenli Test Aparatı
Summary
Bu protokol, sıcak damgalama koşullar altında tabaka metal şekillendirme sınırı şeması (FLD) belirlemek amacıyla, tek eksenli çekme test cihazı bir ısıtma direnci üzerinde kullanılan yeni bir iki eksenli bir test sistemi önermektedir.
Abstract
sıcak damgalama ve soğuk kalıp su verme işlemi, saçların metallerin kompleks biçimli yapısal bileşenlerini oluşturmak için kullanılır. bu düzlem Çıkış ve düzlem testleri gibi geleneksel deney yaklaşımlar, ısıtma ve hızlı soğutma işlemleri, sıcak damgalama koşulları altında yürütülen testler için şekillendirme işleminden önce zaman sınırlarını oluşturan belirlenmesi için geçerli değildir. Bir yeni düzlem çift eksenli bir test sistemi tasarlanmış ve tek eksenli test makinesi bir ısıtma direnci prosesleri ısıtma ve soğutma sonrasında çeşitli gerilme yolları, sıcaklıklar ve gerilme oranlarında sacları sınırlarını oluşturan belirlenmesi için kullanılmıştır. çift eksenli test sisteminin temel kısmı bir çift eksenli kuvvetine tek eksenli test makinesi tarafından temin edilen bir tek eksenli bir kuvvet aktaran bir çift eksenli düzenek vardır. Haç biçiminde örnek bir tipi tasarlanmış ve önerilen iki eksenli test sistemi kullanılarak alüminyum alaşım 6082 şekillenebilirliği testi için doğrulanmıştır. dijital imyüksek hızlı kamera ile yaş korelasyon (DIC) sistemi deformasyon sırasında numunenin gerilme ölçümleri yapmak için kullanıldı. Bu çift eksenli bir test sistemi teklif amacı sıcak damgalama koşullar altında çeşitli sıcaklıklarda ve gerilme oranlarında belirlenecek bir alaşımın oluşturan sınırları sağlamaktır.
Introduction
Otomotiv endüstrisi, yakıt tüketimini azaltan ve araç kaynaklı çevre kirliliğini minimize büyük bir küresel karşı karşıya. Kilo kaybı otomobil performansının geliştirilmesi için faydalıdır ve direkt olarak enerji tüketimini 1 azaltabilir. Nedeniyle, oda sıcaklığında, sıcak damgalama ve soğuk kalıp soğutma süreçleri sacları düşük şekillenebilirlik için 2 alaşımların şekillendirilebilirliğini artırmak için kullanılan ve bu nedenle, otomotiv uygulamalarında karmaşık şekilli bileşenlerin elde edilmesi için (sıcak presleme anılacaktır).
Bir şekillendirme sınır diyagramı (FLD) bir alaşım 3 şekillendirilebilirliğini değerlendirmek için yararlı bir araçtır. Örneğin Nakazima testi gibi İşlemleri düzlem testleri, 4, örneğin Marciniak testi 6, 7, 8, bir şekilde 5 ve düzlem testleri,Geleneksel deneysel yöntemler yeniden çeşitli koşullar 9, 10, 11 altında tabaka metallerin FLDs elde edildi. Bir servo-hidrolik test makinesi çift eksenli da oda sıcaklığında 12, 13 de alaşımlar şekillendirilebilirliğini araştırmak için kullanılmıştır.
Bununla birlikte, yukarıda yöntemlerden hiçbiri önceki ısıtma ve soğutma oranlarının kontrolü ile birlikte gerekli olan oluşturulması için bir soğutma işlemi için, sıcak damgalama koşulları altında şekillendirilebilirlik testleri için de geçerlidir. deformasyon sıcaklık ve çekme oranının doğru elde etmek zordur. Bu nedenle, yeni bir şekillenebilirlik test sistemi deneysel sıcak damgalama koşullar altında tabaka metal şekillendirme sınırlarını belirlemek için bu çalışmada önerilmiştir.
Protocol
Representative Results
Discussion
sınırlarını oluşturan belirlemek için kullanılan geleneksel şekillendirilebilirlik test yöntemleri genellikle sadece oda sıcaklığında uygulanabilir. sunulan teknik tek eksenli test makinesi bir ısıtma direnci için yeni bir iki eksenli test cihazı sokulmasıyla sıcak levha presleme uygulamaları için metallerin şekillendirilebilirliğini değerlendirmek için de kullanılabilir. Bu sıcak baskı uygulamaları için geleneksel yöntemler kullanılarak yapılamaz. Isıtma ve soğutma sistemleri ve DIC s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by the European Union’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement No. 604240, project title “An industrial system enabling the use of a patented, lab-proven materials processing technology for Low Cost forming of Lightweight structures for transportation industries (LoCoLite).”
Materials
| Aluminium Alloy | Smiths Metal | 6082 | Specimens machining |
| Laser cutter | LVD Ltd | HELIUS 25/13 | Laser cutting specimens |
| CNC machine | HAAS Automation | TM-2CE | Machine specimens by milling |
| Vernier caliper | Mitutoyo | 575-481 | Thickness measurement |
| Resistance heating uniaxial testing machine | Dynamic System Inc | Gleeble 3800 | Thermo-mechanical materials simulator |
| High flow quench system | Dynamic System Inc | 38510 | For air cooling |
| Thermocouples | Dynamic System Inc | K type | |
| Nozzles | Indexa | Nozzle flared 1/4 inch bore | |
| Welding cables | LAPP Group | H01N2-D | |
| High-speed camera | Photron | UX50 | For DIC testing |
| Camera lens | Nikon | Micro 200mm | |
| Lamp | Liliput | 150ce | 300W |
| Laptop | HP | Campaq 2530p | For images recording |
| Biaxial testing apparatus | Manufactured independently | All parts were designed and machinced by authors for biaxial testing | |
| Steel | West Yorkshire Steel | H13 | Mateials of the biaxial testing apparatus |
| Image correlation processing software | GOM | ARAMIS | Non-contact measuring system and data post-pocessing |
References
- Karbasian, H., Tekkaya, A. E. A review on hot stamping. J. of Mater. Process. Tech. 210 (15), 2103-2118 (2010).
- Miller, W. S., et al. Recent development in aluminium alloys for the automotive industry. Mater. Sci. and Eng. 280 (1), 37-49 (2000).
- Shao, Z., Li, N., Lin, J., Dean, T. A. Development of a New Biaxial Testing System for Generating Forming Limit Diagrams for Sheet Metals Under Hot Stamping Conditions. Exp. Mech. 56 (9), 1-12 (2016).
- Ayres, R. A., Wenner, M. L. Strain and strain-rate hardening effects in punch stretching of 5182-0 aluminum at elevated temperatures. Metall. Trans. A. 10 (1), 41-46 (1979).
- Shao, Z., et al. Experimental investigation of forming limit curves and deformation features in warm forming of an aluminium alloy. P. I. Mech. Eng. B-J. Eng. , (2016).
- Marciniak, Z., Kuczynski, K. Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal. Int. J. Mech. Sci. 9 (9), 609-620 (1967).
- Li, D., Ghosh, A. K., et al. Biaxial warm forming behavior of aluminum sheet alloys. J. of Mater. Process. Tech. 145 (3), 281-293 (2004).
- Palumbo, G., Sorgente, D., Tricarico, L. The design of a formability test in warm conditions for an AZ31 magnesium alloy avoiding friction and strain rate effects. Int. J. Mach. Tool. Manu. 48 (14), 1535-1545 (2008).
- Raghavan, K. S. A simple technique to generate in-plane forming limit curves and selected applications. Metall. Mater. Trans. A. 26 (8), 2075-2084 (1995).
- Ragab, A. R., Baudelet, B. Forming limit curves: out-of-plane and in-plane stretching. J. Mech. Work. Technol. 6 (4), 267-276 (1982).
- Fan, X. -. b., He, Z. -. b., Zhou, W. -. x., Yuan, S. -. j. Formability and strengthening mechanism of solution treated Al-Mg-Si alloy sheet under hot stamping conditions. J. of Mater. Process. Tech. 228, 179-185 (2016).
- Zidane, I., Guines, D., Léotoing, L., Ragneau, E. Development of an in-plane biaxial test for forming limit curve (FLC) characterization of metallic sheets. Meas. Sci. Technol. 21 (5), 055701 (2010).
- Hannon, A., Tiernan, P. A review of planar biaxial tensile test systems for sheet metal. J. of Mater. Process. Tech. 198 (1-3), 1-13 (2008).
- Garrett, R., Lin, J., Dean, T. An investigation of the effects of solution heat treatment on mechanical properties for AA 6xxx alloys: experimentation and modelling. Int. J. Plasticity. 21 (8), 1640-1657 (2005).
- Milkereit, B., Wanderka, N., Schick, C., Kessler, O. Continuous cooling precipitation diagrams of Al-Mg-Si alloys. Mater. Sci. Eng. A. 550, 87-96 (2012).
- Crammond, G., Boyd, S. W., Dulieu-Barton, J. M. Speckle pattern quality assessment for digital image correlation. Opt. Laser. Eng. 51 (12), 1368-1378 (2013).
