NUMERICAL ANALISYS OF ALUMINIUM ALLOY 5754 PROFILE ROLLING ON RADIAL-DISPACEMENT ROLLING MILL
DOI:
https://doi.org/10.14529/met200111Keywords:
numerical simulation, radial-displacement rolling, finite element method, aluminium rodsAbstract
The article presents an analysis of temperature and roll rotation speed effect on temperature changes, as well as the stress-strain state in aluminum rods made of 5XXX series alloy. A numerical simulation of the rolling process at the radial-displacement mill at 300 and 350 °C at 50 and 100 rpm was carried out. The influence of these parameters on the temperature distribution, strain intensity, strain rate and hydrostatical pressure was analyzed. The real rheological properties of the studied
5754 aluminum alloy were used in the numerical simulation.
The most unfavorable rolling parameters can be considered as a loading temperature of 300 °C and a rollers speed of rotation of 50 rpm due to the tensile stress arising on the axis of the rolled billet. The highest tension stresses with other variations of parameters occur in the layers on the contact surface of the billet with the rolls. The studies conducted in this work marked the beginning of the development of optimal conditions for the plastic deformation of difficultly deformed 5XXX aluminum alloys.
References
Потапов И.Н., Полухин П.И. Технология винтовой прокатки. М.: Металлургия, 1990. – 344 с. [Potapow I.N., Polukhin P.I. Tekhnologiya vintovoy prokatki [Technology of screw rolling]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1990.]
Kazanecki J. Wytwarzanie rur bez szwu. Uczelniane wydawnictwa naukowo-dydaktyczne, Kraków, 2003.
Пат. 2293619 Российская Федерация. Галкин С.П. Способ винтовой прокатки, 2006. [Galkin S.P. Sposob vintovoy prokatki [Screw rolling method]. Patent RF, no. 2293619, 2006.]
Пат. 2009737 Российская Федерация. Галкин С.П., Дегтярев М.Г., Карпов Б.В., Михайлов В.К., Романцев Б.А., Чистова А.П. Трехвалковый стан винтовой прокатки и технологический инструмент стана винтовой прокатки, 1992. [Galkin S.P., Degtyarev M.G., Karpov B.V., Mikhaylov V.K., Romantsev B.A., Chistova A.P. Trekhvalkovyy stan vintovoy prokatki i tekhnologicheskiy instrument stana vintovoy prokatki [Three Roll Screw Rolling Mill and Technological Tool Screw Rolling Mill]. Patent RF, no. 2009737, 1992.]
Morel A., Mróz S., Stefanik A., Szota P., Dyja H. Teoretyczno-doświadczalna analiza procesu walcowania prętów aluminiowych w trójwalcowej walcarce skośnej. Rudy i Metale Nieżelazne, 2013, nr 11, s. 794–798.
Stefanik A., Szota P., Mróz S., Dyja H. Analysis of the aluminium bars in tyree-high skew rolling mill rolling process. Solid State Phenomena, 2015, no. 220–212, pp. 892–897. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.220-221.892
Stefanik A., Morel A., Mróz S., Szota P. Theoretical and experimental analysis of aluminium bars rolling process in Tyree-high skew rolling Mill. Archives of Metallurgy and Materials, 2015, no. 60, pp. 809–813. DOI: 10.1515/amm-2015-0211
Stefanik A., Szota P., Mróz S., Dyja H. Teoretyczno-doświadczalna analiza procesu walcowania prętów ze stopu magnezu AZ31 w trójwalcowej walcarce skośnej. VI Konferencja Naukowa z udziałem uczestników zagranicznych. Ustroń, 2014, s. 109–114. DOI: 10.1515/amm-2015-0479
Laber, K., Kułakowska, A., Dyja, H. Physical modelling of the process of rolling AlZn5.5MgCu aluminum alloy bars on the RSP14/40 three-high reeling mill. METAL 2018 – 27th International Conference on Metallurgy and Materials, Conference Proceedings, pp. 1599–1604.
Kułakowska A. Kształtowanie własności prętów ze stopu aluminium AlZn5,5MgCu w trójwalcowej walcarce skośnej, Praca doktorska, Częstochowa, 2017 r.
Gryc A. Teoretyczno-doświadczalna analiza procesu walcowania stopu magnezu Mg3Al1Zn0,3Mn w trójwalcowej walcarce skośnej. Praca doktorska, Politechnika Częstochowska, Częstochowa, 2015.
Gryc A., Bajor T. Badania numeryczne wpływu prędkości obrotowej na własności prętów okrągłych ze stopu AZ31 w procesie walcowania w trójwalcowej walcarce skośnej. Konferencja Naukowa Doktorantów i Młodych Naukowców – Młodzi dla Techniki 2013, Wybrane problemy naukowo-badawcze mechaniki i inżynierii materiałowe, 6 listopad 2013, Płock, s. 31–40. DOI: 10.1515/amm-2015-0479
Gryc A., Dyja H., Bajor T., Kałamorz M. Analysis of strain and stress distribution during rolling bars of AZ31 magnesium alloy in three-high skew rolling mill. Sed’maya mezhdunarodnaya molodezhnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “Innovatsionnyye tekhnologii v metallurgii i mashinostroyenii”, posvyashchennoy pamyati chl.-korr. RAN, pochetnogo doktora UrFU V.L. Kolmogorova, 26–30 nojabrja 2013.
Gryc A., Bajor T., Dyja H., Sawicki S., Laber K. Physical modelling of plastic deformation conditions for the rolling process of AZ31 bars in a three high skew rolling mill. Metallurgia, 2014, nr 53, s. 489–492.
Sawicki S., Szota P., Mróz S., Stefanik A., Dyja H. Wpływ prędkości obrotowej na stan naprężeń i odkształceń prętów bimetalowych w procesie walcowania na trójwalcowej walcarce skośnej. Obróbka plastyczna metali, 2009, t. XX, nr 1, s. 65–75.
Галкин С.П. Траекторно-скоростные особенности радиально-сдвиговой и винтовой прокатки. Современные проблемы металлургии. 2008. Т. 11. С. 26–33. [Galkin S.P. [Trajectory-speed features of radial shear and helical rolling], 2008, vol. 11, pp. 26–33. (in Russ.)]
Галкин С.П., Михайлов В.К., Романцев Б.А. Технология и мини-стан винтовой прокатки как технико-технологическая прокатная система. Производство проката. 1999. № 6. С. 42–47. [Galkin S.P., Mikhaylov V.K., Romantsev B.A. Technologies and mini-rolling of helical rolling as a technology-technological system. Proizvodstvo prokata [Rolled Metal Production], 1999, no. 6, pp. 42–47. (in Russ.)]
Galkin S.P., Dyja H., Galkin A.M., Rząsowska A. Kinematyczny model płynięcia metalu podczas walcowania skośnego prętów. Hutnik – Wiadomości Hutnicze, 2004, nr 12, s. 589–593. DOI: 10.15199/24.2016.11.11
Polska norma: PN-EN 573-1:2006. Aluminium i stopy aluminium – Skład chemiczny i rodzaje wyrobów przerobionych plastycznie – Część 1: System oznaczeń numerycznych.
Sawicki S., Kawałek A., Laber K., Dyja H., Borowski J., Leśniak D., Jurczak H. Plastometric testing of rheological properties of 5083 and 5754 aluminium alloy. 2nd International Conference on Non-Ferrous Metals ICNFM’2015, czerwiec 22–24 2015, Kraków, Poland, AGH University of Science and Technology, s. 129–130. DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.682.362
Sprawozdanie nr 1/IPPiIB-PCz/Demonstrator, z projektu realizowanego w ramach Programu DEMONSTRATOR+ pt.: Opracowanie innowacyjnej technologii wyciskania kształtowników z trudno odkształcalnych stopów aluminium serii 5xxx. Zadanie nr 4: Badanie własności reologicznych wybranych stopów AlMg, ukierunkowane na zbudowanie materiałowej bazy danych, z przeznaczeniem do modelowania numerycznego procesu wyciskania, Konsorcjum EXALU5000 – AGH/INOP/PCZ/ALBATROS ALUMINIUM, Częstochowa, 2015. DOI: 10.15199/67.2016.6.3
Хензель А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением: пер. с нем. М.: Металлургия, 1982. 360 c. [Hensel A., Spittel T. Kraft- und Arbeitsbedarfbildsamer Formgebungsverfahren. Leipzig, 1978.]
