مطالعه اثر دما بر قطر شکل‌دهی و نازک‌شدگی در فرآیند شکل‌دهی تدریجی گرم لوله‌های آلومینیومی

Abstract

فرآیند شکل‌دهی تدریجی توانایی ساخت قطعات ورقی با مقطع و سایزهای مختلف با استفاده از ابزارهای شکل‌دهی ساده و ارزان را دارا می‌باشد. با استفاده از این فرآیند می‌توان مقاطع لوله‌ای را تولید کرد که معمولا برای شکل دادن آنها با فرآیند هیدروفرمینگ انجام می‌شود. در این مقاله، شکل‌دهی تدریجی لوله‌های آلومینومی با مقطع متقارن- محوری بررسی شده است. یک مجموعه قالب شکل‌دهی برای ایجاد بالج متقارن روی لوله‌های آلومینیومی طراحی و ساخته شده و کنترل حرکت سنبه شکل‌دهی توسط کلگی ماشین فرز با روش عددی انجام شده است. به منظور افزایش شکل‌پذیری ماده، دمای لوله تا حداکثر 300 درجه افزایش داده شده و قطر قطعه شکل داده شده مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‌سازی فرآیند نیز با استفاده از نرم‌افزار آباکوس انجام شده و از معیارهای شکست نرم برای پیش‌بینی حداکثر شکل‌پذیری بهره گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که معیار کوکرافت-لاتهام نرمال شده می‌تواند با خطای کمی برای پیش‌بینی حداکثر قطر شکل‌دهی مورد استفاده قرار گیرد. با افزایش دمای فرآیند از 100 به 200 درجه قطر شکل‌دهی 4% بیشتر شده است. بیشترین اثر گام شکل‌دهی در دمای 300 درجه مشاهده شده که با افزایش گام از 5/0 به 5/1 میلی‌متر، قطر شکل‌دهی 7/3% کاهش یافته است. مقطع شکست لوله‌ها نیز توسط میکروسکوپ الکترونی (SEM) مورد بررسی قرار گرفته است.