بررسی تاثیر زاویه قالب اکستروژن بر نیروی تغییر شکل و توزیع سختی در مقطع آلیاژ آلومینیم 6061 پیرسخت شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

2 استادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول، دزفول، ایران.

3 استادیار، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

چکیده

در فرآیند اکستروژن قالب تاثیر بسیار زیادی بر کیفیت و خواص مقاطع اکسترودی و ظرفیت پرس مورد استفاده می­گذارد. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر زاویه قالب بر نیروی اکستروژن و توزیع سختی در نمونه هایی از آلیاژ آلومینیم 6061  است. بیلت­های این آلیاژپس از پیشگرم با قالبهای مختلف از نظر زاویه تغییر شکل داده شده و سپس پیرسخت شدند. در سه قالب مورد استفاده، نیم زاویه برابر 30، 45 و 60 درجه بوده و در قالب چهارم، نیم زاویه 60 درجه در میانه قالب به 30 درجه تبدیل شده است. نتایج نشان می دهند که سختی همه نمونه ها در سطح بیشتر از مغز است و با افزایش نیم زاویه، تفاوت سختی بین سطح و مغز نیز افزایش می یابد. همچنین، تبدیل نیم زاویه 60 درجه به 30 درجه در میانه قالب چهارم، باعث افزایش نیروی اکستروژن و یکنواخت تر شدن تغییر شکل می شود. در بین قالبهای مورد استفاده، قالب با نیم زاویه 45 درجه کمترین نیروی اکستروژن را دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The influence of extrusion die angle on the deformation force and hardness of AA6061 aged aluminum section

نویسندگان [English]

  • Bahman Mirzakhani 1
  • Mostafa Mansoorinejad 2
  • Yousef Payandeh 3
1 Associate Professor, Department of Materials Science and Metallurgy, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Materials Science and Metallurgy, Faculty of Engineering, Islamic Azad University, Dezfoul, Iran
3 Assistant Professor, Department of Materials Science and Metallurgy, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran.
چکیده [English]

Die angle has a great influence on the product quality and extrusion force. In this research, the influence of die angle on extrusion force and hardness distribution in AA 6061 alloy was investigated. The 6061 aluminum billets were initially reheated and then extruded by different die angle molds and finally artificially aged. The half die angles of 30°, 45° and 60° in a single facet molds and 60° and 30° in a two facet mold were employed in extrusion experiments. The results show that the sample surfaces of extruded rods with all die angles mold have the most value of hardness. Meanwhile, by increasing the half dies angle, the hardness gradient form sample surface to its inside increases. In two facet mold, the change in die angle from 60° to 30° results in deformation homogeneity and increasing in extrusion force. However, the mold with 45° die angle requires the minimum force for pressing.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 6061 Aluminum alloy
  • extrusion
  • half die angle
  • Precipitation Hardening
  1. Solomon, and L. Solomon, Effect of die shape on the metal flow pattern during direct extrusion process, Rev. Metal., 2010, Vol. 46, No. 5, pp. 396-404.
  2. V.Reddy, P.M. Dixit, and Lal, G.K. Die design for axisymmetric extrusion, J. Mat. Process. Tech., 1995, Vol. 55, pp. 331-339.
  3. O. Adeosun, O.I. Sekunow, Gbenebor, O.P., Effect of die entry angle on extrusion responses of aluminum 6063 alloy, Int. J. Eng. Tech., 2014, Vol. 4, pp. 127-134.
  4. Mansourinejad and B. Mirzakhani, Influence of sequence of cold working and aging treatment on mechanical behaviour of 6061 aluminum alloy, Trans. Nonferrous Met. Soc. China,2012,Vol. 22, pp. 2072−2079.
  5. Mirzakhani and M. Mansourinejad, Tensile properties of AA6061 in different designated precipitation hardening and cold working, Proc.Eng.,2011, Vol. 10, pp.136–140.
  6. A. Chaudhari,S.R. Andhale, N.G. Patil, Experimental evaluation of effect of die angle on hardness and surface finish of cold forward extrusion of aluminum, Int. J. Emerg. Tech. Adv. Eng., 2012, Vol. 2, pp. 334-338.
  7. Donovan, R. Fortune and R. Trout, Elevated temperature effects on the mechanical properties of age hardened 6xxx series aluminum alloy extrusions, M.S. Thesis, California State University, USA, 2015.
  8. Berndt, P. Frint, M.F. Wagner, Influence of extrusion temperature on the aging behavior and mechanical properties of an AA6060 aluminum alloy, Metals, 2018, Vol. 8, No. 1, pp. 51.
  9. Avitzur, Metal Forming: Processes and Analysis, 1968. Mc Graw-Hill, USA.
  10. Avitzur, Limit Analysis of Flow through Conical Converging Dies, 1975, J. Frank. Inst., Vol. 299, No.5, 338-358.
  11. Ghaemi, R. Ebrahimi and R. Hosseinpour, Optimization of die profile for cold forward extrusion using an improved slab method analysis, Iran J. Sci. Tech., Trans. Mech. Eng., 2013, Vol. 37, pp. 189-202.