Name: experimental procedure for warm spinning of cast aluminum components
Uploaded: 2017-02-01T15:00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components at JoVE.com

De auteurs willen graag Ross McLeod, David Torok, Wonsang Kim en Carl Ng bedanken voor hun technische ondersteuning. MJ Roy wil de steun van EPSRC (EP / L01680X / 1) door het materiaal te erkennen voor veeleisende omgevingen Centrum voor doctoraatsopleiding en Rio Tinto Alcan voor financiële steun door middel van een Research Fellowship award.

1. werkstuk Voorbereiding voor het Vormen Trials <ol><li> Verwerven gegoten werkstukken bewerkt om de doorn grootte zodanig dat de binnendiameter slingering 0,2 mm, terwijl de buitendiameter behoudt zoveel gegoten oppervlak mogelijk. Opmerking: Als blanks zijn afkomstig van grote wielen gietstukken, worden bewerkingen nodig om alle hub verwijderen en spaakgedeeltes, terwijl kenmerken die kunnen worden gebruikt om het werkstuk op de doorn te klemmen. Dit omvat de verwijdering van de binnenwaartse flens. </li><li> Verwarm een ​​kist oven waarin het gehele werkstuk ontvang 135 ° C, reinigen werkstuk ontvetter en plaats in de oven gedurende een uur te bereiden warmtebarrièrebekleding toepassing. </li><li> Snel verwijderen van het werkstuk uit de oven en leg op een coating jig. Met behulp van een automotive-type verfspuit, breng dan een dun laagje van thermische barrière sterven coating om de inwendige diameter. LET OP: Deze coating zal smering en verminderen warmteoverdrachtvan de doorn tijdens vormingsbewerkingen. </li></ol> 2. Tooling Voorbereiding <ol><li> Veeg de doorn oppervlak met een vochtige doek. Zorg ervoor dat de doorn heeft een totale rotatie uitloop van &lt;0,5 mm met behulp van een meetklok indicator over de vorming van lengte. Een cijfer aan dit met een live tooling centrum die voor de losse kop plaat. Met behulp van een momentsleutel, ervoor zorgen dat alle bevestigingen afgezien van degenen die op de bevestigingsklemmen zijn vastgedraaid tot bepaalde koppelwaarden voor Grade 12,9 bouten (in Nm: M8 - 40, M12 - 135, M16 - 340). </li><li> Start het voorverwarmingssysteem door eerst bekrachtigen van de gastoevoer solenoïde, en het ontsteken van de branders met een vonk vuursteen aansteker. Voer het voorverwarmingssysteem gedurende 10 min condensaat verzameld toortsen / slangen verdrijven. Doof door het uitschakelen van de gastoevoer elektromagneet. </li><li> Verwijder alle losse / geoxideerde coatinglaag op de doorn met droge 600 / P1200 grit siliciumcarbide papier, terwijl het draaien van de doorn bij 20 omwentelingen per minuut(Rpm). </li><li> De macht van de on-board data-acquisitie module, en uitvoeren van de pre-verwarmingssysteem totdat de thermokoppels ingebed in de doorn oppervlak lezen 200 ° C met de live centrum betrokken. </li><li> Met een auto-type verfspuit, Smeer het doornoppervlak met een watergedragen smeden glijmiddel en laat de roterende gereedschappen afkoelen tot omgevingstemperatuur met aangedreven gereedschappen centrum betrokken. </li><li> Draai de jam moer montage op de rol stand (figuur 3) met een moersleutel. Stel de aanpak of aanval hoek op de roller assemblage met behulp van een gradenboog gereedschapmaker&#39;s, en draai zowel interne als externe moeren (M35 - 750 Nm). </li><li> Monteer de 3 bevestigingsklemmen (figuur 4) door eerst het aangrijpen van de M12 schouder bout element 2 aan te sluiten op de klem beugel. Controleer op eventuele thermische vervorming welk element 2 wordt voorkomen dat in figuur 4 van soepel lopen tegen de klem beugel. Zorg ervoor dat ze vrij kunnen bewegen, licht sAnding de contactvlakken met droge 320 / P400 korrel siliciumcarbide papier. Een dunne laag van hoge-temperatuur-molybdeen glijmiddel met een doek nodig. </li></ol> 3. Het vormen van Operations <ol><li> Beweeg de rolhulpmiddel staan ​​helemaal weg van de doorn in de richting van de spil, verplaatsen de losse kop en het centrum uit de buurt van de doorn te zijn. Handmatig schuif het werkstuk op de doorn zorgen zelfs engagement. OPMERKING: Omdat de blanks zijn nominaal assymmetrische, is er geen voorkeursrichting. </li><li> Monteer de klemmen op de doorn door het aantrekken van de taps toelopende matrijs pinnen en met de hand aanhalen M16 bouten die door de doorn in de klem blokken. Zorg ervoor dat er een gelijkmatige druk door het draaien en handmatig aanscherping wordt toegepast, gevolgd door een pneumatische slagmoersleutel ingesteld op 50 Nm. </li><li> Start het verwarmingssysteem en geeft de doorn gaan draaien bij 20 rpm. Houd toepassen van warmte tot klemmen los te maken. Voor het proces beschouwd, is approximately 3 min. LET OP: Deze keer zal iets anders voor elk werkstuk als gevolg van subtiele verschillen in het werkstuk / doorn montage. </li><li> Blus het verwarmingssysteem en stoppen van de rotatie van de doorn, zodanig dat de eerste klem is toegankelijk met een slagmoersleutel. Binnen 30 s, draai alle klemmen die gevolgen of handmatige sleutel en de oppervlaktetemperatuur van het werkstuk vastleggen in 3 plaatsen langs de lengte van de vormende gebied met een riet-type thermokoppel. </li><li> Herhaal stap 3,4 totdat het werkstuk bij een geschikte vormtemperatuur; ten minste 350 ° C gedurende A356. Voer een laatste aanscherping van de klemmen met een slagmoersleutel ingesteld op 200 Nm. </li><li> Beweeg de rol axiaal en radiaal (ong. 2-5 mm van het werkstuk oppervlak) in de juiste positie voor het vormen van, en het uitvoeren van een laatste klem aanscherping (dwz stap 3.4). </li><li> Met de verwarming op, verhoging van de rotatiesnelheid van de draaibank de beoogde vormen van snelheid, gaan de rol omeen vooraf ingestelde diepte in het werkstuk, en activeert het van schroefdraad snijden voeding naar de rol axiaal bewegen langs de lengte van het werkstuk. LET OP: Voor de huidige geometrie, werden redelijke resultaten bereikt bij 281 rpm met een axiale beweging van 0,21 mm / omwenteling. </li><li> Herhaal stap 3,7 behoefte om niveaus van vervorming verhogen. Na elke vorming van pas, ervoor te zorgen dat de temperatuur niet onder de optimale vorming temperatuur zakt door het stoppen van de doorn en het gebruik van hetzelfde riet-type thermokoppel sonde als toegepast in stap 3.4. Als de optimale vorming temperatuur is gedaald, herhaalt u de stappen 3.4 en 3.5 kunt opwarmen. OPMERKING: Verwarmen kan worden toegepast, echter ten koste van potentieel bereiken van de omvang van het vermogen van het klemsysteem om het werkstuk te beperken. </li></ol> 4. Bericht vormen Operations <ol><li> Zodra het gewenste niveau van de vervorming is verkregen, stop het verwarmingssysteem, en ongedaan te maken alle klemmen en maak de losse kop naar Cle verkrijgenarance voor werkstuk verwijderen. </li><li> Tik voorzichtig het werkstuk met een stuk messing te scheiden van de doorn. Als dit blijkt niet effectief te zijn, re-grijpen het verwarmingssysteem en draai de spil bij 20 rpm zachtjes tikken totdat de lege scheidt. </li><li> Met een geschikte manipulatie gereedschap zoals een tang of sterk isolerende handschoenen, ofwel het werkstuk blussen in water bij 60 ° C om verdere veroudering te voorkomen of laat aan de lucht afkoelen tot restspanning / vervorming minimaliseren. </li></ol>

<ol>
	<li>Wong, C., Dean, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+spinning,+shear+forming+and+flow+forming+processes.">A review of spinning, shear forming and flow forming processes.</a> Int. J Mach Tool Manu. 43 (14), 1419-1435 (2003).</li><li>Music, O., Allwood, J. M., Kawai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+mechanics+of+metal+spinning.">A review of the mechanics of metal spinning.</a> J Mater Process Tech. 210 (1), 3-23 (2010).</li><li>Razani, N. A., Jalali Aghchai, A., Mollaei Dariani, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow-forming+optimization+based+on+hardness+of+flow-formed+AISI321+tube+using+response+surface+method.">Flow-forming optimization based on hardness of flow-formed AISI321 tube using response surface method.</a> Int J Adv Manuf Tech. 70 (5), 1463-1471 (2014).</li><li>Abedini, A., Rash Ahmadi, S., Doniavi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roughness+optimization+of+flow-formed+tubes+using+the+Taguchi+method.">Roughness optimization of flow-formed tubes using the Taguchi method.</a> Int J Adv Manuf Tech. 72 (5), 1009-1019 (2014).</li><li>Davidson, M. J., Balasubramanian, K., Tagore, G. R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+on+flow-forming+of+AA6061+alloy-A+Taguchi+approach.">Experimental investigation on flow-forming of AA6061 alloy-A Taguchi approach.</a> J Mater Process Tech. 200 (1-3), 283-287 (2008).</li><li>Cheng, Y. C., Lin, C. K., Tan, A. H., Lin, J. C., Lee, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Spinning+Deformation+Processing+on+the+Wear+and+Corrosion+Properties+of+Al-7Si-0.3Mg+Alloys.">Effect of Spinning Deformation Processing on the Wear and Corrosion Properties of Al-7Si-0.3Mg Alloys.</a> Mater Manuf Process. 25 (7), 689-695 (2010).</li><li>Mori, K., Ishiguro, M., Isomura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hot+shear+spinning+of+cast+aluminium+alloy+parts.">Hot shear spinning of cast aluminium alloy parts.</a> J Mater Process Tech. 209 (7), 3621-3627 (2009).</li><li>Roy, M. J., Maijer, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+A356+to+warm+rotary+forming+and+subsequent+T6+heat+treatment.">Response of A356 to warm rotary forming and subsequent T6 heat treatment.</a> Mat Sci Eng A-Struct. 611, 223-233 (2014).</li><li>Roy, M. J., Maijer, D. M., Dancoine, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Constitutive+behavior+of+as-cast+A356.">Constitutive behavior of as-cast A356.</a> Mat Sci Eng A-Struct. 548, 195-205 (2012).</li><li>Molladavoudi, H. R., Djavanroodi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+thickness+reduction+effects+on+mechanical+properties+and+spinning+accuracy+of+aluminum+7075-O,+during+flow+forming.">Experimental study of thickness reduction effects on mechanical properties and spinning accuracy of aluminum 7075-O, during flow forming.</a> Int J Adv Manuf Tech. 52 (9), 949-957 (2011).</li><li>Smolenicki, D., Boos, J., Kuster, F., Roelofs, H., Wyen, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-process+measurement+of+friction+coefficient+in+orthogonal+cutting.">In-process measurement of friction coefficient in orthogonal cutting.</a> CIRP Ann-Manuf Techn. 63 (1), 97-100 (2014).</li><li>Xu, W., Zhao, X., Ma, H., Shan, D., Lin, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+roller+distribution+modes+on+spinning+force+during+tube+spinning.">Influence of roller distribution modes on spinning force during tube spinning.</a> Int J Mech Sci. 113, 10-25 (2016).</li><li>Roy, M. J., Maijer, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+and+modelling+of+a+rotary+forming+process+for+cast+aluminium+alloy+A356.">Analysis and modelling of a rotary forming process for cast aluminium alloy A356.</a> J Mater Process Tech. 226, 188-204 (2015).</li><li>Lu, P., Zhang, Y. K., Ma, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finite+element+analysis+on+multi-step+rolling+process+and+controlling+quality+defect+for+steel+wheel+rim.">Finite element analysis on multi-step rolling process and controlling quality defect for steel wheel rim.</a> Adv Mech Eng. 7 (7), 1-11 (2015).</li></ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De representatieve resultaten zich boven highlight dat het protocol en gebruikte apparatuur kan vormen gegoten aluminium bij verhoogde temperaturen, en heeft een platform dat een verwerkingsvenster voor vloeidraaifuncties wielen bepalen. De techniek gedemonstreerd kan worden gebruikt om aspecten van het vormen van enveloppen, inclusief hoe beide gevormde en ongevormde materiaal reageert op behandeling 8 verwarmen verkennen. Er is echter ruimte voor verbetering met de huidige verwerking protocol met deze inrichting. Met betrekking tot verdere instrumentatie, die zou versnellen procesmodel ontwikkeling, de opname van machine-instrument rollenbank en tribometers 11, 12 te meten vorming van belastingen en wrijving factoren op de rol zou belangrijke informatie over het proces omstandigheden. Dit is een veel gebruikt instrumentatie techniek voor orthogonale verspaning studies, en kongemakkelijk worden uitgevoerd op de huidige machine. Deze bijkomende instrumentatie zou nuttige gegevens nauwkeurig valideren modellering inspanningen 13, 14 en ondersteunen de toenemende industriële belangstelling voor dit proces. Om de ontwikkeling van de temperatuur van de blanco effectief te vangen tijdens de verwerking, een contactloze meettechniek is gewenst. Er zijn echter gemeenschappelijke infrarood gebaseerde technieken belemmerd door lage emissiviteit aluminium en hoe het oppervlak verandert tijdens de verwerking. Dit is de voornaamste reden waarom een ​​geïnstrumenteerd, inbedrijfstelling blanco werd gebruikt om de typische thermische respons bereikt met de beschreven protocol vast te leggen, en diende om een ​​basislijn warmteoverdracht analyse bevolken te verhouden doorn oppervlaktetemperatuur op het werkstuk. Want het is grotendeels een handmatig proces voor het vormen van een materiaal dat gevoelig is om tijd bij een temperatuur, een aantal inconsistenties tussen de run uit te voeren zijnwordt verwacht. Aluminiumlegeringen microstructuren die zeer gevoelig is voor temperaturen boven 100 ° C als gevolg van veroudering mechanismen. Daarom is de meest kritische stappen in het protocol zijn 1,2 en 3,3-3,7, waarbij de plano is bij verhoogde temperaturen. Aanhalen en opnieuw plaatsen van de klemmen moet zo snel mogelijk worden uitgevoerd om reproduceerbaarheid te behouden tussen vormingsbewerkingen. De in situ verwarmen werkstuk toegepast tijdens de voorverwarmingsstap vrij inefficiënt en kan worden verbeterd via radiatieve verwarming. De totale verwerkingssnelheden qua doorn en gereedschap bewegingen die kunnen worden bereikt zijn enigszins beperkt door de mogelijkheden van de draaibank gebruikt. Hogere snelheden vereisen vormen een stijf frame met een hogere belastbaarheid, vooral als de vorming van een sterker materiaal waren worden geprobeerd. Werkstuk vastklemmen en loslaten kan worden verbeterd met de toevoeging van hydraulische of pneumatische bediening. Zoals warmteoverdracht van de blank van de doorn is grotendeels een functie van de bij het werkstuk op de doorn druk, kan deze toevoeging verbeteren ook een modelgebaseerde benadering van het werkstuk bepalen temperatuur tijdens de vorming van het bestaande systeem. De inrichting en werkwijze beschreven blijkt dat de vorming van lading van dit materiaal onder deze omstandigheden zal bij stan- draaibewerkingen en blijft een zeer rendabel proces waardoor de productiekosten onderzoek uit te voeren. Onderzoek naar verschillende productieprocessen routes en vervormbaarheid weg kan worden uitgevoerd bij commerciële vormen apparatuur, hetgeen zeer duur is te bedienen. Met het apparaat en protocol beschreven, kan de verwerking van parameters worden onderzocht voorafgaand aan de bouw van grotere schaal, hogere doorvoer apparatuur, en om de kennis van de auteurs, is een unieke aanpak. Aangezien de ontwikkelde protocol slechts toegepast op een specifieke variant van gegoten aluminiumlegering, hetRe is een veelheid van andere aluminium gieterij legeringen die kunnen worden onderzocht voor verschillende toepassingen buiten autowielen. Aangezien deze legeringen hebben ongeveer soortgelijke bewerkingen ramen van een temperatuur die perspectief, kan het protocol ontwikkeld gemakkelijk worden aangepast.

Een van de meest uitdagende stansen van metaal momenteel toegepast in de ruimtevaart- en vervoer van draaiende metalen, inclusief derivaten zoals afschuiving vormen en flowvormen 1, 2. Bij deze werkwijze wordt een assymmetrische werkstuk geplaatst op een doorn die de gewenste eindvorm, en gecentrifugeerd in contact met één of meer invallende rollen. Het werkstuk wordt samengedrukt tussen de wals en de doorn vervolgens plastisch vervormt, met een gevarieerde respons zoals buiging, uitdunnen en axiale verlenging. In een materiaal dat beperkte vervormbaarheid heeft of anders moeilijk te vormen, dit wordt soms uitgevoerd bij verhoogde temperatuur te verhogen vloeispanning en taaiheid afnemen. Vanuit processing standpunt, zijn er een groot aantal parameters die de vorm en de eigenschappen van de vervaardigde componenten kan bepalen. Talrijke studies hebben zich geconcentreerdstatistische technieken voor het optimaliseren van verschillende parameters 3, 4, 5. Variabelen tooling geometrie, zoals de vorm van het gereedschap en de doorn; vormen snelheden waaronder zowel doorn rotatiesnelheid en tooling voedingen; en materiaaleigenschappen. Wanneer verhoogde temperaturen nodig zijn, de praktijk moeten beoordelen de minimum temperatuur die nodig is, terwijl nog steeds een goed product te behouden. Gegoten aluminium legeringen worden gebruikt in een breed scala van automotive en aerospace-toepassingen, met lichtmetalen A356 gebruikt in auto-wielen. Echter, dit product is niet geschikt voor het vormen bij kamertemperatuur 6, 7 door zijn beperkte vervormbaarheid en worden gevormd bij verhoogde temperaturen. Dit introduceert samen met verwerking complexiteit, voornamelijk in regelen van de temperatuur. Aangezien de eigenschappen van het materiaal te veranderen significantly temperatuur met 8, is het bijzonder belangrijk voor geïnstrumenteerde onderzoeken waarbij thermische omstandigheden binnen een redelijke verwerkingsvenster kunnen worden gehouden en gecontroleerd uitvoeren. Gedetailleerde gegevens over het thermomechanische gedrag van as-cast A356 variërend van omgevingstemperatuur tot 500 ° C over een breed scala van stam prijs kan elders worden beoordeeld. 9 Met het oog op de ontwikkeling en optimalisatie van de stroming vormen van operaties voor rolstoelen productie te ondersteunen, heeft aangepaste vormen apparatuur ontwikkeld op de afdeling Materials Engineering aan de University of British Columbia (figuur 1). Deze inrichting is opgebouwd uit een eerste handmatige, riemaandrijving capstan draaibank met een totaal vermogen van 22 kW en een propaantoorts verwarmingssysteem met een piekvermogen van 82 kW (figuur 2). Een doorn met ingebedde thermokoppels samen met een starre rolsamenstel (figuur 3) isgeïnstalleerd, dat inpasbaar werkstukken tot 330 mm in diameter. De doorn heeft een handmatig geactiveerd spansysteem dat in staat is verantwoordelijk voor grote veranderingen in werkstukdiameter optreden tijdens de verwerking (figuur 4). Een batterijen Data Acquisition (DAQ) systeem dat een miniatuur draadloze computer voor de controle van de temperatuur van de doorn tijdens het vormen en de blanco voor het karakteriseren verwarming is geplaatst op de schacht van de draaibank geplaatst. Terwijl andere vloeidraaifuncties werkwijzen zijn gesynthetiseerd onder toepassing aangepaste draaibanken 4, 10, de onderhavige inrichting is de eerste te belichamen in situ verwarming en thermische data acquisitie. Een protocol voor verwerking op industriële schaal vormingsbewerkingen ontwikkeld indicatieve procesomstandigheden verschaffen. Vervolgens beschreven, dit protocol bestaat uit gereedschappen en werkstuk voorbereiding, de vorming van de praktijk, concluding met einde van de vorming van het proces operaties. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig1.jpg" /> Figuur 1: Experimentele hulpmiddelen overzicht. Hoofdcomponenten die een gemodificeerd capstan lathe toegevoegd voor het vormen bij verhoogde temperaturen. Foto van apparatuur (boven) en de belangrijkste werken richtingen en componenten gelabeld op een computer-aided design afbeelding (onderaan). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig2.jpg" /> Figuur 2: Verwarming detail. Een propaan verwarmingssysteem met vier discrete branders (boven en rechtsonder) bediend vanuit een centrale verdeler met daarin een gas solenoïdeklep (boven en onder links).Gasdruk en een discrete stroomsnelheid aan elk van de branders mogelijk, samen met de plaatsing langs de blanco te voldoen aan verschillende geometrieën. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 3" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig3.jpg" /> Figuur 3: Rolbok assemblage detail. De originele gereedschapshouder voor de draaibank is aangepast om een ​​rol bij willekeurige houden hoeken ten opzichte van de draaias van de doorn via een borgmoer samenstel. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 4" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig4.jpg" /> Figuur 4: <strong&gt; Geïnstrumenteerde doorn en klemsysteem overzicht. De roterende gereedschappen is ontworpen dat het rechtstreeks op de draaibank spindel, die op zijn beurt ondersteund door een levende centrum aan de losse kop (boven en links onder). Klem montage / bediening wordt ook afgebeeld (boven en rechtsonder). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55061/55061fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="914">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:184px;">Reagent/Material</td>
			<td style="width:212px;"></td>
			<td style="width:224px;"></td>
			<td style="width:295px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">High temperature grease</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Molycote M-77</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">High temperature lubricant</td>
			<td>Superior Graphite</td>
			<td>sureCOAT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">High temperature die coat</td>
			<td>Vesuvius/Foseco</td>
			<td>DYCOTE 32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:184px;">Name</td>
			<td style="width:212px;">Company</td>
			<td style="width:224px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:295px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Live center</td>
			<td>Riten Industries</td>
			<td align="right">17124</td>
			<td>Bell-head, spring loaded</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Live center adapter</td>
			<td>Riten Industries</td>
			<td align="right">431</td>
			<td>Adapter for lathe</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Impact wrench</td>
			<td>Chicago Pneumatic</td>
			<td>CP7749-2</td>
			<td>1/2&#34; drive, 0-545 ft-lb</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Torque wrench</td>
			<td>Westward Tools</td>
			<td>6PAG0</td>
			<td>1/2&#34; drive, 0-250 ft-lb</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Air-powered paint sprayer</td>
			<td>Cambell Hausfeld</td>
			<td>DH4200</td>
			<td>For die coat</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Air-powered paint sprayer</td>
			<td>Cambell Hausfeld</td>
			<td>DH5500</td>
			<td>For graphite-based lubricant, high volume low pressure (HVLP) type</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Data acquisition unit</td>
			<td>Measurement Computing</td>
			<td>USB-2416</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reed thermocouple</td>
			<td>Omega Engineering</td>
			<td align="right">88108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Propane tank</td>
			<td>Generic</td>
			<td></td>
			<td>20/40 lb, POL fitted</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Solenoid valve</td>
			<td>Aztec Heating</td>
			<td>SV-S121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Gas regulator</td>
			<td>Aztec Heating</td>
			<td>67CH-743</td>
			<td>0-30 psi</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Burner tips</td>
			<td>Exact</td>
			<td align="right">3119</td>
			<td>Qty: 4</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Roller bearings</td>
			<td>SKF</td>
			<td>32005 X/Q</td>
			<td>Qty: 2</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental procedure for warm spinning of cast aluminum components

Hoge prestaties, gegoten aluminium automotive wielen worden steeds vaker stapsgewijs gevormd via vloeidraaibanken / metal spinnen bij hoge temperaturen materiaal eigenschappen te verbeteren. Met een breed scala aan procesparameters die zowel de vorm bereikt en verkregen materiaaleigenschappen kunnen beïnvloeden, deze signaalverwerking is uitermate moeilijk provisie. Een vereenvoudigd, lichte versie van het proces is ontworpen en geïmplementeerd voor full-size auto wielen. De inrichting is bedoeld om gemakkelijker kan begrijpen vervormingsmechanismen en het materiaal reactie op dit type verwerking. Een experimenteel protocol is ontwikkeld voor te bereiden, en vervolgens uitvoeren vormende studies en wordt beschreven als gegoten A356 wheel blanks. Het temperatuurprofiel bereikt, samen met instrumentatie details worden verstrekt. Gelijkenis met full-scale vormende activiteiten die aanzienlijk meer vervorming bij hogere snelheden te geven wordt besproken.

As-gegoten aluminium A356 werkstukken werden gevormd op basis van de in dit artikel beschreven methode. De werkstukken werden verkregen uit als gegoten wielen van een Noord-Amerikaanse wiel fabrikant in dienst van de lage druk sterven casting proces. Een werkstuk geïnstrumenteerd met thermokoppels was niet gevormd maar onderging het voorverwarmen cycle (protocol van 3, stappen 3,3-3,5) verspreiding van temperatuur over het oppervlak van de blanco opneemt tijdens dit aspect van de werkwijze. Deze reactie wordt in figuur 5. Een verdere 3 monsters werden vervormd tot verschillende niveaus, waaronder een die twee doorgangen vormen ontving een hoge vervorming. De eerste twee monsters en de eerste doorgang uitgevoerd op het laatste monster diende het werkstuk met weinig aantoonbare verandering in wanddikte recht. De laatste monster piek wanddiktereductie ongeveer 10%, waarvan de meeste werd bereikt in de tweede pass. Doorsneden en microstructuur van de as-cast leeg en organen uit meerdere doorlopen monster worden getoond in figuur 6. Hier wordt de as-cast microstructuur significant te worden verfijnd door het proces met dendritische eigenschappen nauwelijks waarneembaar. De interdendritische eutectische wordt doorbroken door de opgelegde vervorming, het creëren van een meer homogene microstructuur dan in de as-cast staat. Dit verbetert de totale taaiheid en vermoeiing en breuk eigenschappen van de component. De auteurs hebben eerder beschreven details van werkstukgeometrie specifieke dwarsdoorsnede veranderingen in wanddikte, gebreken waargenomen en maatafwijking in microstructuur op de volledige set van monsters 8, 13. <img alt="figuur 5" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig5.jpg" /> Figuur 5: Typisch temperatuur profiel van de doorn en b<html> sluik. Een representatieve voorbijgaande thermische reactie van het onbewerkte en doorn verkregen met het verwarmingssysteem. Verticaal gestreepte lijnen geven aan waar klemmen tijdens het voorverwarmen stappen werden aangescherpt, en de zwarte pijl schildert vormen. De laatste verticale lijn geeft aan waar de verwarming werd uitgeschakeld terwijl het systeem gekoeld. <img alt="figuur 6" src="/files/ftp_upload/55061/55061fig6.jpg" /> Figuur 6: As-cast en vormden resultaat. De als ontvangen, als gegoten blank oppervlak en geometrie met een minimale inwendige diameter van 330 mm (boven) werd vervormd in twee fasen tot de getoonde resultaat (midden) te verstrekken. De as-cast dendritische microstructuur (linksonder) wordt zichtbaar gemodificeerd door de vormbewerking en een daaropvolgende T6 warmtebehandeling (rechtsonder) zoals waargenomen met een optische microscoop 8, 13.ig6large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components at JoVE.com

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

Een experimentele protocol voor het geïnstrumenteerde warme roterende het vormen van gegoten aluminium legeringen gebruik van een op maat gemaakte industrieel geschaalde apparaat wordt gepresenteerd. Experimentele overwegingen zoals thermische en mechanische effecten worden besproken, evenals gelijkenis met grootschalige verwerking van autowielen.

Experimentele procedure voor Warm Spinning van gegoten aluminium onderdelen

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Engineering

Unit 1

Rotation and Rigid Bodies

SCIENTISTS IN ACTION

Gradient Echo Quantum Memory in Warm Atomic Vapor

Gradient  echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in  atomic ensembles. The primary motivation for such a technology ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Casting Protocollen voor de productie van Open Cell Aluminium schuimen door de Replicatie Techniek en het effect op de porositeit

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Geavanceerde experimentele methoden voor lage-temperatuur magnetotransport Meting van nieuwe materialen

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

SSVEP-based Experimental Procedure for Brain-Robot Interaction with Humanoid Robots

SSVEP-gebaseerde Experimentele Procedure voor Brain-Robot Interactie met Humanoid Robots

Brain-Robot Interaction (BRI), which provides an innovative communication pathway between human and a robotic device via brain signals, is prospective in ...

Experimental Methods for Investigation of Shape Memory Based Elastocaloric Cooling Processes and Model Validation

Experimentele methoden voor Onderzoek van Shape geheugen gebaseerd Elastocaloric Cooling Processen en Model Validation

Shape Memory Alloys (SMA) using elastocaloric cooling processes have the potential to be an environmentally friendly alternative to the conventional vapor ...

How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges

Hoe maak je een Vacuum Spring-transport Package Build for draaiende rotor Meters

The spinning rotor gauge (SRG) is a high-vacuum gauge often used as a secondary or transfer standard for vacuum pressures in the range of 1.0 x 10-4 Pa to ...

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics en verbranding Dynamica van I<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; En aluminium mengsels

Tetraiodine nonoxide (I4O9) has been synthesized using a dry approach that combines elemental oxygen and iodine without the introduction of hydrated ...

An Available Technique for Preparation of New Cast MnCuNiFeZnAl Alloy with Superior Damping Capacity and High Service Temperature

Een beschikbare techniek voor de voorbereiding van nieuwe Cast MnCuNiFeZnAl legering met superieure capaciteit en hoge Service temperatuur demping

Manganese (Mn)-copper (Cu)-based alloys have been found to have&#160;damping capacity and can be used to reduce harmful vibrations and noise effectively. ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Verbeterde Electron injectie en Exciton opsluiting voor zuivere blauwe Quantum-Dot-lichtdioden door de invoering van gedeeltelijk geoxideerd aluminium Cathode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Experimentele Procedure voor laboratoriumonderzoek van In Situ branden: ontvlambaarheid en branden efficiëntie van ruwe olie

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...