بررسي رفتار اصطكاكي آلياژ آلومينيوم 6082 در فرايند شكل‌دهي گرم با استفاده از آزمايش فشار حلقه و شبيه‌سازي المان محدود

Study on hot ring compression test of al 6082 alloy using experimental observations and FEM simulation

متغير‌هاي متعددي بر فرايند شكل‌دهي فلزات تاثيرگذار مي‌باشند كه يكي از مهمترين آنها اصطكاك است. اصطكاك بر نحوه سيلان ماده و همچنين نيروي مورد نياز براي شكل‌دهي اثرگذار مي‌باشد. براي تعيين ميزان و نحوه تاثير آن داشتن مقدار دقيق ضريب اصطكاك ضروري است. در اين مقاله از آزمايش فشار حلقه براي تعيين ضريب اصطكاك برشي در فرايند كار گرم آلياژ آلومينيوم 6082 استفاده شده است. تغييرات اندازه قطر داخلي حلقه در حين تغيير شكل به ميزان ضريب اصطكاك برشي وابسته است بنابراين مي‌تواند معياري براي مشخص كردن ضريب اصطكاك برشي باشد. گرافيت، تفلون و ورقه‌هاي ميكا به عنوان روانكار انتخاب شدند. منحني‌هاي كاليبراسيون اصطكاكي به كمك شبيه‌سازي المان محدود براي مقايسه با نتايج بدست آمده از آزمايش‌هاي تجربي رسم شده و ضريب اصطكاك برشي براي هر يك از حالت‌هاي روانكاري بدست آمد. نتايج نشان داد كه بهترين حالت روانكاري براي كار گرم آلياژ آلومينيوم 6082 با استفاده از تفلون با ضريب اصطكاك برشي 32/0 حاصل مي‌شود. ضريب اصطكاك برشي براي حالت بدون روانكار 69/0 بدست آمد.

There is several parameters that have significant influence in metal forming process. One of the most important of them is friction coefficient. Friction can change the pattern of metal flow and the force needed for deformation. It is necessary to determine the friction coefficient to study the effect of friction on metal forming process. In this study ring compression test was used to determine the friction coefficient in hot working of Al 6082 alloy. Variation of inner diameter of a ring during deformation is a function of friction coefficient, so it can be used to determine the friction coefficient. Graphite, PTFE and mica plate were used as lubricants. The calibration curves were developed by using FEM simulations for different friction coefficients and compared with experimental results. The friction coefficient for each deformation condition and lubricant was obtained. The results show the best lubricant for hot working of this alloy is PTFE with the friction coefficient of 0.32. Hot working without lubricant led to friction coefficient of 0.69.