Influence of temperature field on surface quality of cross wedge rolling (CWR) aluminum alloy shaft

Influencia del campo de temperatura en la calidad superficial del eje de aleación de aluminio laminado en cuña cruzada (CWR)

La determinación razonable de la temperatura de laminación del laminado en cuña cruzada (CWR) es la clave para obtener una superficie cualificada de las piezas de aleación de aluminio para ejes. En este artículo, se toman como ejemplo 6.082 piezas de aleación de aluminio para ejes con diferentes índices de contracción de sección entre el 43,75 % y el 64 %. Se establece el modelo de elementos finitos (MEF) de acoplamiento térmico-deformación para analizar el efecto de los parámetros del proceso en el campo de temperatura. Se obtiene la ley de influencia del campo de temperatura sobre la calidad superficial en el proceso CWR y se verifica mediante experimentos. Los resultados proporcionan una base teórica y experimental para la selección de la temperatura y la mejora de la calidad superficial.

INTRODUCCIÓN

La CWR se ha utilizado ampliamente en la conformación de ejes por sus ventajas de bajo consumo de energía, alta eficiencia, ahorro de material, etc. [1]. Sin embargo, debido a la particularidad de las propiedades de la aleación de aluminio, en comparación con las piezas laminadas de acero, es más probable que aparezcan pliegues superficiales, hendiduras superficiales, ranuras en espiral superficiales y otros defectos externos [2]. La temperatura de laminación, incluyendo la temperatura de precalentamiento de la pieza laminada y la temperatura del molde, es uno de los factores clave que determinan la calidad de la pieza laminada. El mecanismo de deformación es muy complejo e incluye la no linealidad del material y la no linealidad geométrica debido a la interacción de la temperatura y las propiedades mecánicas de la pieza laminada, y la temperatura se ve afectada por la radiación, la conducción, la convección y el calor de deformación en el proceso de laminación en cuña cruzada [3]. Ying Fuqiang, de la Universidad Tecnológica de Zhejiang, utiliza la simulación por elementos finitos de la deformación elástico-plástica y el acoplamiento térmico para analizar la influencia de los parámetros geométricos y los parámetros del proceso en el campo de la temperatura [4]. Utilizando la tecnología de microconformado, H.N.Lu estudió la influencia de la temperatura en la calidad superficial de la pieza laminada en cuña transversal [5]. Liu Wenke, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín, analizó los cambios del campo de temperatura en la zona de expansión de la cuña de laminado transversal mediante un software de elementos finitos combinado con la teoría de transferencia de calor [6]. Aunque anteriormente se ha destacado la importancia del campo de temperatura para la calidad superficial de las piezas laminadas, no existen principios establecidos basados en sistemas. En este trabajo, la simulación de las piezas de los ejes de aleación de aluminio 6 082 en diferentes parámetros de proceso se llevan a cabo por el método de elementos finitos.