Theoretical and experimental analysis of the backward extrusion process with a rotational die of AZ31 alloy

Análisis teórico y experimental del proceso de extrusión hacia atrás con una matriz rotacional de la aleación AZ31

En este trabajo se ha realizado el análisis teórico y experimental de la extrusión hacia atrás con una matriz rotativa de la aleación AZ31. La modificación de la extrusión clásica se ha basado en la utilización de una matriz rotativa. Los resultados de la investigación teórica han confirmado que el uso de la extrusión hacia atrás modificada provoca la aparición de tensiones de cizallamiento en el material deformado, lo que podría afectar a la activación de mecanismos adicionales de deformación. La modelización numérica de la extrusión rotativa de la aleación AZ31 se ha realizado mediante el programa informático Forge^®. Las pruebas experimentales se llevaron a cabo en las condiciones del plastómetro de torsión STD 810 utilizando herramientas de nuevo diseño.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad se observa un creciente interés por los materiales estructurales ligeros, caracterizados por una elevada resistencia, manteniendo al mismo tiempo buenas propiedades plásticas y un bajo peso específico. Los procesos de conformado metálico de aleaciones de Mg son de naturaleza específica, y su correcta implementación práctica en aplicaciones industriales es a menudo muy difícil. La mejora de las propiedades de los metales que se deforman puede lograrse, entre otras cosas, mediante el refinamiento de la estructura por medio de los métodos de Deformación Plástica Severa (SPD). Numerosos procesos de conformación de metales, con un curso significativamente diferente, pueden considerarse métodos SPD, sin embargo, lo que tienen en común es la aplicación de deformaciones severas a los materiales en condiciones determinadas con precisión [1-4]. Los trabajos [5-7] demuestran que la aplicación de la acumulación de extrusión hacia atrás da como resultado un elevado refinamiento de la estructura de las aleaciones de Mg y un aumento de su resistencia. Sin embargo, en el trabajo [7], se presenta un nuevo método de extrusión hacia atrás utilizando una herramienta rotativa. El trabajo citado demuestra que la aplicación de una herramienta rotativa (una matriz en este caso) resulta en la disminución de la fuerza de extrusión en comparación con el proceso sin rotación y el aumento de la intensidad de la deformación en la aleación AZ80 que se extruye, en comparación con el proceso típico de extrusión hacia atrás. El trabajo no analizó el impacto de la aplicación de una herramienta rotativa en los valores de la tensión tangencial que conduce a la formación de bandas de cizallamiento que dan lugar a la activación de mecanismos de deformación que resultan en el refinamiento de la estructura del material que se está deformando.

ALCANCE Y OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN

El objetivo del estudio que se está realizando es determinar el impacto de la aplicación de un punzón giratorio en el flujo del metal que se está deformando y forzar el aumento de la cuota de tensión tangencial en el proceso de extrusión hacia atrás.