Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm về quá trình định hình kim loại tấm nóng gia tăng bằng siêu âm đối với hợp kim Ti–6Al–4 V
Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering - Tập 47 - Trang 1923-1935 - 2023
Tóm tắt
Việc áp dụng dao động siêu âm (UV) trong các quy trình sản xuất đã mang lại nhiều cải tiến đáng kể. Nghiên cứu này điều tra tác động của UV theo chiều dài lên hiệu suất của quy trình định hình nóng gia tăng điện (EHIF) đối với tấm hợp kim Ti–6Al–4 V. Với một kỹ thuật mới, UV với tần số cao và biên độ trục thấp đã được kết hợp với EHIF. Các thiết bị cần thiết đã được thiết kế, chế tạo cẩn thận, và sử dụng để thực hiện quy trình EHIF. Trong cơ chế này, UV được truyền đến công cụ định hình xoay gắn với trục của máy CNC. Hình học dạng hình cầu đã được chế tạo để tìm ra các giá trị tham số hiệu quả nhất. Thiết kế thí nghiệm và phân tích phương sai (ANOVA) đã được sử dụng để xác định các điều kiện tối ưu cho các tham số hiệu quả; những tham số này đã được tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt phản hồi (RSM). Tại đây, bằng cách thay đổi các đầu vào khác nhau của EHIF, bao gồm tốc độ cấp liệu, bước và dòng điện, các đặc tính đầu ra như chất lượng bề mặt, góc định hình tối đa, và mức độ tạp chất đã được kiểm tra trong cả quy trình EHIF thông thường và EHIF hỗ trợ siêu âm. Các thí nghiệm đã cho thấy sự kết hợp giữa EHIF với UV dẫn đến việc cải thiện chất lượng bề mặt và giảm tạp chất. Ngoài ra, phân tích pha XRD (phân tích nhiễu xạ X-quang) đã chỉ ra rằng pha β (cấu trúc BCC) đã được tăng lên do sự giảm chuyển tiếp, dẫn đến việc cải thiện khả năng định hình và tăng góc định hình tối đa khoảng 25% ~ 30%.
Từ khóa
#siêu âm #định hình kim loại #hợp kim Ti–6Al–4 V #quy trình định hình nóng #phân tích pha XRD #cải thiện chất lượng bề mặtTài liệu tham khảo
Amini S, Hosseinpour Gollo A, Paktinat H (2017) An investigation of conventional and ultrasonic-assisted incremental forming of annealed AA1050 sheet. Int J Adv Manuf Technol 90(5):1569–1578
Balamuth L (1965) Progress in ultrasonic metal forming. SAE Technical Paper, Warrendale USA
Blaha F, Langenecker B (1955) Dehnung von zink-kristallen unter ultraschalleinwirkung. Naturwissenschaften 42(20):556–556
Chen G et al (2019) Ultrasonic assisted squeeze casting of a wrought aluminum alloy. J Mater Process Technol 266:19–25
Culp DR (1973) Metal deformation with ultrasound. Ultrasonics symposium, pp 195–168
Duflou JR, Szekeres A, Vanherck P (2005) Force measurements for single point incremental forming: an experimental study. Adv Mater Res 6:441–448
Esmailian M, Khalili K (2021) Two-point incremental forming of metal-polymer three-layer sheets. Iran J Sci Technol Trans Mech Eng 45(1):181–196. https://doi.org/10.1007/s40997-020-00412-2
Filice L, Fratini L, Micari F (2002) Analysis of material formability in incremental forming. CIRP Ann 51(1):199–202
Gheysarian A, Honarpisheh M (2019) Process parameters optimization of the explosive-welded Al/Cu bimetal in the incremental sheet metal forming process. Iran J Sci Technol Trans Mech Eng 43(1):945–956. https://doi.org/10.1007/s40997-018-0205-6
Gong YT, Zhang ZK, Jiang ZH (2011) Analysis of sheet metal vibration incremental forming Mechanism. Adv Mater Res 154:1526–1529
Kistler NA, Corbin DJ, Nassar AR, Reutzel EW, Beese AM (2019) Effect of processing conditions on the microstructure, porosity, and mechanical properties of Ti–6Al–4V repair fabricated by directed energy deposition. J Mater Process Technol 264:172–181
Kumar P, Tandon P (2021) Process capabilities of commercially pure titanium grade 2 formed through warm incremental sheet forming. Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 235(11):1779–1789
Langenecker B (1966) Effects of ultrasound on deformation characteristics of metals. IEEE Trans Sonics Ultrasonics 13(1):1–8
Lin J et al (2021) Evaluation of friction reduction and frictionless stress in ultrasonic vibration forming process. J Mater Process Technol 288:116881
Merlini M, Hanfland M (2013) Single-crystal diffraction at megabar conditions by synchrotron radiation. High Press Res 33(3):511–522
Muhammad R, Hussain MS, Maurotto A, Siemers C, Roy A, Silberschmidt VV (2014) Analysis of a free machining α+ β titanium alloy using conventional and ultrasonically assisted turning. J Mater Process Technol 214(4):906–915
Najafabady SA, Ghaei A (2016) An experimental study on dimensional accuracy, surface quality, and hardness of Ti–6Al–4 V titanium alloy sheet in hot incremental forming. Int J Adv Manuf Technol 87(9):3579–3588. https://doi.org/10.1007/s00170-016-8712-3
Rasoli M, Abdullah A, Farzin M, Tehrani AF, Taherizadeh A (2012) Influence of ultrasonic vibrations on tube spinning process. J Mater Process Technol 212(6):1443–1452
Shao G, Li H, Zhan M (2021) A review on ultrasonic-assisted forming: mechanism, model, and process. Chin J Mech Eng 34(1):1–24
Spur G, Holl S-E (1996) Ultrasonic assisted grinding of ceramics. J Mater Process Technol 62(4):287–293
Tabatabaei S, Behbahani S, Mirian S (2013) Analysis of ultrasonic assisted machining (UAM) on regenerative chatter in turning. J Mater Process Technol 213(3):418–425
Tian B et al (2011) Phase transition of Ni–Mn–Ga alloy powders prepared by vibration ball milling. J Alloy Compd 509(13):4563–4568
Van Sy L, Thanh Nam N (2013) Hot incremental forming of magnesium and aluminum alloy sheets by using direct heating system. Proc Inst Mech Eng Part B J Eng Manuf 227(8):1099–1110