slot

thứ 712152018

Last update09:23:41 PM

Font Size

Profile

Menu Style

Cpanel
Back Bạn đang ở trang: Home PHẦN MỀM PHẦN MỀM MÔ PHỎNG SỐ TẠO HÌNH ĐẶC BIỆT Superplastic Forming

Superplastic Forming

A.Đặt vấn đề

Từ thực tế sản xuất,đặc biệt trong ngành cơ khí,chúng ta cần thiết phải tìm ra những phương pháp công nghệ mới,những trạng thái mới của vật liệu nhằm sử dụng tối ưu các đặc tính đó để đem lại những ứng dụng có hiệu quả trong thực tiễn san xuất.

Công nghệ tạo hình biến dạng vật liệu ở trạng thái siêu dẻo ( Superplastic Forming) là một trong những công nghệ mới nghiên cứu trạng thái đặc biệt của vật liệu. Công nghệ SPF đã tạo ra nhưng sản phẩm có cơ tính cao,nhẹ,chịu va đập… đáp ứng được yêu cầu của nhiều ngành kỹ thuật.Đặc biệt là các sản phẩm trong lĩnh vực hàng không vũ trụ,vận tải,xây dựng…Tại các nước có nền công nghiệp phát triển CN này đã được nghiên cứu và ứng dụng rất rộng rãi.

Song tại Việt Nam việc nghiên cứu công nghệ SPF và ứng dụng nó còn rất hạn chế,thậm chí chưa có những nghiên cứu về tổng quan,giới thiệu khả năng công nghệ một cách đầy đủ.Vì vậy nhóm tác giả chọn đề tài nghiên cứu SPF nêu trên là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.

Giới thiệu phương pháp công nghệ

1. Trạng thái siêu dẻo của vật liệu

- Siêu dẻo là trạng thái đặc biệt của một số vật liệu đạt được khi ở nhiệt độ và tốc độ biến dạng thích hợp . Khi đó vật liệu có thể đạt mức độ biến dạng trên 1000% và cơ tính đạt trạng thái tốt.

-Vật liệu đạt trạng thái siêu dẻo chủ yếu là các hợp kim nhôm và Titan sử dụng cho các ngành công nghệ cao như hàng không,vũ trụ,xây dựng,vận tải,y tế…Vì vậy nó được ứng dụng vào thực tế sản xuất mang lại hiệu quả kinh tế cao.

2.Giới thiệu phương pháp công nghệ

- Superplastic forming (SPF) là công nghệ tạo hình tấm đặc biệt của một số vật liệu khi đạt được trạng thái có mức độ biến dạng lớn gọi là trạng thái siêu dẻo của vật liệu.Dưới tác dụng áp suất và nhiệt độ của dòng khí làm cho vật liệu đạt được trạng thái siêu dẻo,có thể tạo hình với độ chính xác cao.

SPF là một phương pháp công nghệ mới trong các lĩnh vực công nghệ cao như hàng không,vũ trụ,ô tô,đường sắt,xây dựng,y khoa…SPF đang thu hút sự quan tâm lớn của các nước có nền công nghiệp tiên tiến trên thế giới.

SIÊU DẺO, TẠO HÌNH SIÊU DẺO VÀ SỰ LIÊN KẾT KHUYẾCH TÁN CỦA HỢP KIM NHÔM

Các vật liệu siêu dẻo là những vật rắn đa tinh thể mà có khả năng chịu biến dạng lớn hơn bình thường (mà điều kiện thong thường không thực hiện được). Ở sức căng dọc trụ, biến dạng dài lớn hơn 200% thì được gọi là siêu dẻo mà các vật liệu phỏ biến bao gồm các hợp kim nhôm, có thể cho biến dạng dài khoảng 500-1000% hoặc hơn thế. Sự ứng xử này thì liên quan đến sự quan sát mà ứng suất chảy của một vật liệu siêu dẻo là rất nhạy cảm với tỷ lệ biến dạng. Phương trình đặc trưng mô tả ứng xử siêu dẻo được viết như sau:
m (1)
- ứng suất chảy,sTrong đó: k- hằng số, - mức độ biến dạng, m- độ nhạy mức độ biến dạng của ứng suất chảy.
Nếu siêu dẻo được coi như một kiểu của ứng xử biến dạng từ biến thì phương trình 1có thể được viết như sau:
(2)
Trong đó: n- số mũ ứng suất của biến dạng được tính bằng 1/m
Vật liệu thì luôn luôn được xem đến là siêu dẻo dưới các điều kiện mà ở đó m > 0,3. Trong khi biến dạng căng, m ảnh hưởng lớn thì cản trở sự co thắt cưỡng bức. Những chỗ thắt mà có khuynh hướng phát triển dẫn đến sự tăng cục bộ của và đến mức độ biến dạng cứng mà cản trở sự lan truyền co thắt. Do đó, sự khác nhau ở các vùng mặt cắt ngang lan truyền rất chậm để mà sự co thắt thì khuyếch tán và quan hệ đồng bộ. Giá trị m của hợp kim siêu dẻo phổ biến dao động trong khoảng 0,3-0,8.
Biến dạng siêu dẻo được đặc trưng bởi ứng suất chảy thấp, thường < 100 MN.m-2, và được kết hợp với lức cản (điện trở) cao tới mỏng không đều đã dẫn tới ích lợi phổ biến của biến dạng siêu dẻo (SPF) của các thành phần, thong thường các hình dáng phức tạp, từ các kim loại tấm sử dụng các kỹ thuật tương tự như tạo hình bằng áp suất của nhựa nhiệt dẻo. Tạo hình siêu dẻo (SPF) có thể dẫn đến sự tiết kiệm đáng kể về vật liệu và giá thành chế tạo.
Lợi ích khác của tạo hình siêu dẻo (SPF) là quá trình tạo hình dạng lưới gần, nhiều phần có thể được tạo ra ở một công đoạn, có ít hoặc không lò xo căng, chỉ có một dụng cụ phổ biến là được cần đến hơn một cặp hoặc nhiều dụng cụ phù hợp, và với hợp kim nhôm thì hệ thống chày cối thì rẻ bởi vì nhiệt độ điều tiết được kết hợp với sự chế tạo (~5000C), và chúng có thể được tạo ra nhanh chóng.
Trong khi các hợp kim siêu dẻo có sự thu hút nhiều cho sử dụng trong quá trình tạo hình phôi tấm, cũng có một vài hạn chế nhất định. Thứ nhất, Tạo hình siêu dẻo thì bị hạn chế liên quan một ít các hợp kim nhôm và là đặc trưng của vật liệu mà có thể được chế tạo có nhiệt độ tới phát triển hạt phù hợp tốt, kích cỡ hạt < m. Siêu dẻo thì được kết hợp với mứcm10 độ biến dạng chậm, thường trong khoảng 10-4s-1-5.10-3s-1, mà có thể dẫ tới thời gian tạo hình dài (khoảng vài phút), thậm chí lên tới 2 giờ cho các phần then chốt, hơn nhiều giây, và với phạm vi nhiệt độ giới hạn > 0,5.Tm, trong đó Tm là điểm nhiệt độ chảy Kelvin.
Cho các hợp kim nhôm, nhiệt độ tạo hình thì thích hợp là khoảng 460-5300C, là khoảng ~0,9.Tm, như thế vấn đề kích thước hạt nhỏ ổn định cần chú ý cụ thể. Xa hơn, các hợp kim nhôm thì dễ gặp các lỗ trống trong khi siêu dẻo chảy. Tạo hình siêu dẻo không là quá trình năng suất cao và nó cung cấp cho những cái mà là của thị trường ngách giới hạn, bao gồm thấp sản phẩm dung tích trung bình (10’s-1000’s) của các chi tiết kích thước trung bình khoảng 0,1-4 m2, thườn là các hình dạng phức tạp và giá trị cao.
Tuy nhiên, một vấn đề quan trọng là quá trình tạo hình kim loại tấm cho một số các hợp kim nhôm và được sử dụng để tạo ra một phạm vi sản xuất rộng lớn cho các ứng dụng có tính kết cấu và phi kết cấu trong các vùng thay đổi khác nhau trong phương tiện không gian vũ trụ, kiến trúc, thiết bị y tế, truyền thong và giao thong vẫn tải.

Vai trò của gia công áp lực trong đời sống

Gia công kim loại bằng áp lực là một ngành cơ bản trong sản xuất cơ khí. Công nghệ gia công kim loại bằng áp lực cho phép tạo ra các sản phẩm có hình dáng kích thức phức tạp, nhất là cho tổ chức kim loại để có chất lượng về cơ tính tốt và cho năng suất cao, giá thành hạ. Công nghệ gia công áp lực hiện đại đang được chuyển giao vào Việt Nam, như công nghệ sản xuất khung và vỏ ôtô xe máy, công nghệ sản xuất chi tiết phụ tùng phục vụ nội địa hóa các sản phẩm cơ khí.
Các công nghệ gia công kim loại bằng áp lực được xây dựng trên cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại, khoa học nghiên cứu cơ sở biến dạng vi mô và các thuộc tính biến dạng của vật liệu, nghiên cứu tính toán trường ứng suất và biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực nhằm khai thác hết tiềm năng biến dạng dẻo của vật liệu, tối ưu công nghệ, để xác định được quy trình công nghệ biến dạng dẻo hợp lý nhất.

Kết quả Mô phỏng số quá trình tạo hình SUPURPLASTIC FORMING

 

Công nghệ nổi bật

AUTOFORM - Điểm sáng công nghệ dập tấm

Book Review

AutoForm là một trong các phần mềm dẫn đầu trên thế giới.

Autoform cung cấp giải pháp hoàn chỉnh, toàn diện từ việc thiết kế, phân tích, mô phỏng cho đến việc chế tạo khuôn, tính toán chi phí sản xuất cho ngành công nghiệp tạo hình kim loại tấm.