Effect of die shape on the metal flow pattern during direct extrusion process

• N. Solomon ^[1] ; I. Solomon ^[2]
  1. [1] Ştefan cel Mare University of Suceava

     Ştefan cel Mare University of Suceava

     Rumanía

     
  2. [2] Dunarea de Jos” Galati University, Galati, Romania
• Localización: Revista de metalurgia, ISSN 0034-8570, Vol. 46, Nº 5, 2010, págs. 396-404
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de la forma del molde sobre el flujo de metal durante el proceso de extrusión directa
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• Resumen
  • español

    La forma geométrica de las herramientas es el principal factor a través del cual un proceso óptimo de deformación plástica puede ser mejor desarrollado. En el caso del proceso de extrusión, la distribución de la deformación y otras variables importantes, como la presión hidrostática, que pueden influir en la estructura del material, son fuertemente dependientes de la geometría del molde. Mediante un diseño apropiado del perfil del molde de extrusión se pueden controlar la estructura y las propiedades mecánicas del producto y, por lo tanto, se puede utilizar para minimizar la cantidad de la no homogeneidad del producto. Una posibilidad para reducir al mínimo la cantidad de no homogeneidad del producto es utilizar un molde recto provisto de un radio de conexión en la zona de deformación, que puede causar una reducción al mínimo de la zona muerta y, así, reducir al mínimo la fricción en la interfase entre el semiacabado y el contenedor del molde. En el caso de la aleación de aluminio de tipo 2024, para una relación de extrusión, R = 8,5, los mejores resultados se obtuvieron con un radio de conexión de 3,0 mm. Los datos experimentales se utilizaron para la simulación numérica del proceso de extrusión. Los resultados experimentales obtenidos mediante el uso de simulación numérica con el programa FORGE2 confirman los resultados teóricos y experimentales. El propósito de este trabajo es estudiar la influencia de este tipo de matrices con un radio de conexión en la zona de deformación en el flujo de material durante el proceso de extrusión y por tanto en la microestructura y propiedades mecánicas del producto extruido.

  • English

    The geometric shape of the tools is the main factor by which an optimum technological process can be developed. In the case of extrusion process the strain distribution and other important variables that influence material structure, such as hydrostatic stress, are strongly dependent on the geometry of the die. Careful design of the extrusion die profile can therefore control the product structure and can be used to minimise the amount of inhomogeneity imparted into the product. A possibility to minimise the amount of product inhomogeneity is the using of a flat die with a fillet radius in front to the bearing surface with leads to a minimum dead zone and consequently to a minimum friction at billet-container interface. In the case of aluminium alloy type 2024, for an extrusion ratio of R=8.5, good results were obtained with a fillet radius of 3.0 mm. The experimental data have been used for the finite element numerical simulation of the extrusion process. The data obtained by numerical simulation with FORGE2 programme confirm the theoretical and experimental outcomes. The aim of this paper is to study the influence of such flat die on the material flow during direct extrusion process and consequently on extruded product microstructure and mechanical properties.