Email this article State-of-the-art of technical solutions in the field of hot isothermal forging technology of aluminum alloys
- Authors: Petrov P.A.1
-
Affiliations:
- Московский политехнический университет
- Issue: No 3 (2024)
- Pages: 48-56
- Section: ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
- URL: https://journals.eco-vector.com/2499-9407/article/view/642345
- DOI: https://doi.org/10.22184/2499-9407.2024.36.3.48.56
- ID: 642345
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription or Fee Access
Abstract
This paper provides a state-of-the-art of technical solutions in the field of hot isothermal forging. Examples of forged products of aluminum alloys of various shapes manufactured using considered technology are given. Original technical solutions patented in Russia and foreign countries are indicated.
About the authors
P. A. Petrov
Московский политехнический университет
Author for correspondence.
Email: journal@electronics.ru
кандидат технических наук, доцент кафедры «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии»
Russian Federation, МоскваReferences
- Фиглин С. З., Бойцов В. В., Калпин Ю. Г., Каплин Ю. И. Изотермическое деформирование металлов. М.: Машиностроение, 1978. 239 с.
- Фиглин С. З., Бойцов В. В., Калпин Ю. Г. Горячая штамповка и прессование титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1975. 285 с.
- Калпин Ю. Г. Разработка обобщенной теории и технологии объемной изотермической штамповки. Диссертация на соиск. ученой степени докт. техн. наук. М., 1986.
- Изаков И. А., Капитаненко Д. В., Сидоров С. А., Чеботарева Е. С. Нагревательные установки для изотермического деформирования. Ч. 1. Типы установок // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2019. № 3. С. 23–32.
- Капитаненко Д. В., Некрасов Б. Р., Изаков И. А., Чеботарева Е. С. Деформирующее оборудование для изотермической штамповки. Ч. 1 // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2021. № 10. С. 12–20.
- Петров П. А. Моделирование процессов изотермической штамповки алюминиевых и магниевых сплавов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2011. № 12. С. 29–36.
- Морозов С. А., Морозов А. С. Разработка прогрессивной технологии изготовления деталей нефтяных насосов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2015. Т. 17. № 2. С. 42–55.
- Боткин А. В., Вареник Е. В., Абрамов А. Н. Компьютерное проектирование изотермической штамповки имитатора компрессорной лопатки // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2017. Т. 15. № 2. С. 40–47.
- Громов В. В., Евсюков С. А. Устройство для изотермического деформирования, совмещенного с электроконтактным нагревом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 6. С. 49–57.
- Иванов В. А., Воронков В. И., Петров П. А., Крутина Е. В. Разработка технологии изотермической штамповки детали «Корпус муфты» из алюминиевого сплава АД-35 // Сб. научн. ст.: Цветные металлы –2011. Красноярск: ООО «Версо», 2011. С. 590–597.
- Zhang Y, Shan D., Xu F. Flow lines control of disk structure with complex shape in isothermal precision forging // J. Mater. Process. Technol., 209 (2009), 745–753.
- Shan D., Liu F., Xu W., Lu Y. Experimental study on process of precision forging of an aluminium-alloy rotor // Journal of Materials Processing Technology, 170 (2005), 412–415.
- Kim Y. H., Ryou T. K., Choi H. J., Hwang B. B. An analysis of the forging processes for 6061 aluminum-alloy wheels. // J. Mater. Process. Technol., 123 (2002), 270–276.
- Константинов И. Л., Потапов Д. Г., Сидельников С. Б., Ворошилов Д. С., Горохов Ю. В., Катрюк В. П. Компьютерное моделирование процесса получения штампованной заготовки из сплава АК4-1 для поршня двигателя внутреннего сгорания.// Известия вузов. Цветная металлургия. 2020. № 6. С. 24–31.
- Feng X., Hu L., Sun Y., Liu Z. Numerical simulation for isothermal forging of cup-shaped component of 6A02 Aluminum alloy // Procedia Manufacturing, 37 (2019) 478–485.
- Zhao J., Deng Y., Zhang J., Tang J. Effect of forging speed on the formability, microstructure and mechanical properties of isothermal precision forged of Al–Zn–Mg–Cu alloy. // Materials Science & Engineering A 767 (2019) 13836.
- Патент CN113941679A. Aluminum alloy wheel isothermal die forging method for improving material utilization rate through combined female die, 2022.
- Патент RU 2 429 934С1, Способ изготовления поковок горячей штамповкой на прессах, 2010.
- Патент RU 209376 U1, Индуктор, 2020.
- Патент RU 2789249 C2, Устройство для индукционного нагрева крупногабаритных штампов в процессе изотермической штамповки, 2020.
Supplementary files
Supplementary Files
Action
1.
JATS XML
2.
Fig. 1. Classification of isothermal stamping technologies [6]
Download (297KB)
3.
Fig. 2. Patent activity in the field of hot isothermal stamping
Download (302KB)
4.
Fig. 3. Distribution of foreign patents by country for the period 2000–2024
Download (85KB)
5.
Fig. 4. Publication activity in the field of hot isothermal stamping of products from aluminum alloys
Download (318KB)
6.
Fig. 5. Stampings from D16T alloy of oil pump parts [7]: a – stampings of the parts “Guide apparatus” and “Working wheel”, b – section of the stamping of the part “Working wheel”
Download (359KB)
7.
Fig. 6. Stamping of a blade imitation from an aluminum alloy Al – 5.3% Cu – 0.8% Mg – 0.5% Ag – 0.3% Mn – 0.15% Zr [8]
Download (1MB)
8.
Fig. 7. Stamping of a toothed half coupling from aluminum alloy AMg6 [9]
Download (1MB)
9.
Fig. 8. Stamping of the coupling body from aluminum alloy AD35: a – computer modeling in the SAE program, b – stamping of the “coupling body” part [10]
Download (873KB)
10.
Fig. 9. Stamping of a disk from aluminum alloy AA7075 [11]
Download (3MB)
11.
Fig. 10. Stamping of a rotor from aluminum alloy AA2618: a – stamping of the rotor, b – diagram of the stamping tool [12]
Download (529KB)
12.
Fig. 11. Stamping of a wheel from aluminum alloy AA6061 [13]
Download (261KB)
13.
Fig. 12. Stamping of a piston from aluminum alloy AK4-1: a – part “piston”, b – stamping of part “piston” [14]
Download (1MB)
14.
Fig. 13. Stamping of a “glass” type product made of 6A02 aluminum alloy: a – section sketch, b – model of the stamped product [15]
Download (542KB)
15.
Рис. 14. Штамповка удлиненной в плане формы из алюминиевого сплава системы Al–Zn–Mg–Cu: а – при скорости 0,1 мм / с, б – при скорости 0,01 мм / с, в – при переменной скорости 0,01 мм / с и 1,0 мм / с [16]
Download (946KB)
16.
Fig. 15. Stamp for isothermal stamping of a wheel disk made of AA6063 alloy, patent CN113941679A: a – general view (1 – holder, 2 – punch, 3 – sector matrix B, 4 – matrix holder, 5 – holes for placing heaters, 6 – sector matrix A, 7 – clamping element); b – stamping of the “wheel disk” part (8 – blind holes, 9 – central blind hole formed during stamping); c – sector matrix A pos. 6 [17]
Download (1MB)
17.
Fig. 16. Isothermal stamping die with dual heating method, patent RU 2 429 934C1: 9 – electric resistance heaters, 13 – electric resistance heater packs [18]
Download (1MB)
18.
Fig. 17. Flat inductor for isothermal stamping of large-sized products, patent RU 209376 U1 [19]
Download (1MB)
19.
Fig. 18. Stamp for isothermal stamping of large-sized products, patent RU 2789249 C2 [20]
Download (514KB)
