Investigation of the formability of the advanced metal alloy by hydro-mechanical deep drawing process

Abstract

Hidro-mekanik derin çekme işlemi bu yeni üretim teknolojilerinden biridir. Düşük ürün üretim maliyeti, yüksek çekme oranı, yüksek boyut hassasiyeti, kısa üretim çevrim zamanı, yüksek yüzey işleme ve diğer avantajlar bu süreçten elde edilmiştir. Hidro-mekanik derin çekme işlemi, oda sıcaklığında (Ti-6Al-4V) levha alaşımlı bardakların üretiminde kullanılmıştır. Bu bardağı oluşturmak için iyi bir parametre ve durum bu çalışmanın amacı olmuştur. 1 mm kalınlığındaki (Ti-6Al-4V) alaşım kullanılmıştır. Sayısal ve deneysel çalışma kullanılmıştır. (Ti-6Al-4V) alaşımın Hidro-mekanik derin çekme işlemi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. İşlem parametreleri simülasyon ile incelenmiştir. Özellikle optimum akışkan basıncı ve pot çemberi kuvvet profilleri, iki şekillendirme yarıçapı (5, 8) mm. için belirlenmiştir. Bu profilleri kullanarak malzemenin Sınırlı Çekim Oranı, 5mm şekillendirme yarı çapı ile birlikte 2.4 olarak ve 8 mm şekillendirme yarı çapı ile birlikte 2.2 olarak öngörülmüştür. Literatürde bu alaşımın çekilmesinin 150 C 'ye kadar oluşmasının zor olduğu ve çekim oranının 400 C' de 1.8 'e ulaştığı belirtilmiştir. Simülasyonlarda Hidro-mekanik derin çekme işlemi ile malzeme başarılı bir şekilde oluşturulmasına rağmen, deneylerde belirtilen optimal değerler kullanılarak malzeme başarılı bir şekilde biçimlendirilememiştir. Böylece, simülasyonlarda belirtilen optimum parametrelerle malzemenin başarılı bir şekilde oluşturulabileceği tahmin edilirken, bu parametrelerin deneysel çalışmada başarılı bir şekillendirme sonucu vermediği bulunmuştur.

Hydro mechanical deep drawing (HDD) is one of a new manufacturing technologies. Low product manufacturing costs, high drawing ratios, high dimensional accuracy, a short production cycle time, high surface finishing, and other advantages have been some of the results of this process. This thesis aims to understand the formability of advanced metal sheets (especially Ti 6Al 4V alloy of thickness 1 mm) at room temperature by using this new process. This is a new study that has not hitherto been performed. This research was conducted both numerically and experimentally.The process parameters were investigated in simulations. The optimum fluid pressure and blank holder force profiles were especially determined for two forming radii, namely 5 mm and 8 mm. By using these profiles, it was predicted that the (LDR) of the material was 2.4 with the forming radius of 5 mm and 2.2 with the forming radius of 8 mm. It is reported in the literature that the drawing of this alloy is difficult to form below 150°C, but between 150°C and 400°C, the drawing ratio is 1.8 and it becomes easy to form. Although it was predicted in the simulations that the material would form successfully with the HDD process, by using the determined optimal parameters in the experiments, the material could not be successfully formed. Thus, while it was estimated that the material would be successfully formed with the optimum parameters determined in the simulations, it was found that these parameters did not give a successful forming result in the experimental work.