Analysis of influence of process parameters on temperature distribution in profiles extruded from 6xxx-series aluminum alloys

Abstract

Changing market preferences regarding expectations in terms of the functionality, properties, and appearance of a finished product place excessive demands on manufacturers. The 6xxx-series alloys are the most commonly used in extrusion, and they have broad applications (e.g., the construction, electronics, automotive, and shipbuilding industries). The development of deformation technology at the design stage reaps unquestionable benefits when planning the production process. Under real conditions, the extrusion of hollow profiles requires the use of pocket dies, whose proper design is a complex process. This paper presents the results of preliminary numerical investigations of the extrusion process of structural panels from the 6005A aluminum alloy intended for the construction of transport car bodies. The influence of selected parameters of the extrusion process on the temperature distribution was analyzed in the material. The calculations were made using FEM for a three-dimensional deformation state, taking into account the thermal phenomena occurring during the applied deformation scheme in the extrusion process carried out in a flat die.

Zmieniające się preferencje rynku dotyczące oczekiwań w zakresie funkcjonalności, własności i wyglądu wyrobu gotowego stawiają przed wytwórcami wysokie wymagania. Stopy serii 6xxx należą do grupy stopów aluminium zawierających magnez i krzem. Mają bardzo szerokie zastosowanie w budownictwie, elektronice oraz przemyśle: samochodowym górniczym, chemicznym, spożywczym i stoczniowym. Opracowanie technologii odkształcania na etapie projektowania daje niekwestionowane korzyści podczas planowania procesu produkcyjnego. Proces wyciskania profili wymaga w rzeczywistych warunkach zastosowania matryc komorowych, których właściwe zaprojektowanie jest procesem złożonym. Zastosowanie nowoczesnych narzędzi informatycznych pozwala na wieloaspektową analizę zmian zachodzących podczas procesu wytwarzania wyrobu gotowego. W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań numerycznych procesu wyciskania współbieżnego paneli konstrukcyjnych z wybranego stopu aluminium serii 6xxx, które mogą znaleźć zastosowanie jako elementy konstrukcyjne nadwozi samochodów transportowych. Analizowano wpływ wybranych parametrów procesu wyciskania na rozkład temperatury w odkształcanym wyrobie. Obliczenia wykonano przy użyciu MES dla trójwymiarowego stanu odkształcenia, uwzględniając zjawiska termiczne występujące podczas zastosowanego schematu odkształcenia w procesie wyciskania prowadzonym w matrycy płaskiej.