Analysis of the influence of selected technological parameters of the extrusion process on the surface quality of aluminum drawpiece with varying wall cross-section

W artykule przedstawiono wyniki badań nad technologią wytwarzania wypraski o zmiennym przekroju ścianki. W badaniach skupiono się na opracowaniu parametrów technologii umożliwiającej uzyskanie wyrobu wolnego od wad i nieciągłości materiału na powierzchni zarówno zewnętrznej, jak i wewnętrznej. Opracowano plan badań obejmujący obróbkę cieplną materiału wsadowego przed operacją wyciągania ścianki, redukcją jej grubości. Badania polegały na ocenie wpływu rodzaju obróbki cieplnej na jakość powierzchni wypraski. Przeprowadzono badania bez udziału międzyoperacyjnej obróbki cieplnej oraz z międzyoperacyjną obróbką (wyżarzaniem i przesycaniem). Wyżarzanie przeprowadzono w temp. 450°C w czasie 4 godzin, następnie wypraski chłodzono z piecem. Obróbkę przesycania wyprasek wykonano w trzech wartościach temperatury, tj. 450°C, 480°C i 510°C w czasie 1 godziny każdą; po tym czasie chłodzono je w wodzie. Podczas operacji wyciągania ścianki wypraski sprawdzono różne strategie formowania. W tym celu zaprojektowano i wykonano dwa komplety narzędzi kształtujących, które różniły się stopniem przeformowania przy jednakowym efekcie końcowym. W pierwszej części rozpatrywano wyciąganie ścianki przez dwie matryce, natomiast w kolejnej części – wyciąganie przez trzy matryce. W badaniach porównano również dwa środki smarne dedykowane do wyciskania stopów aluminium na zimno, mianowicie: olej multipress Al71 oraz stearynian cynku. W artykule wykazano, że odpowiednie dobranie parametrów, tj. międzyoperacyjna obróbka cieplna, smarowanie oraz stopień przeformowania, pozwala uzyskać wyrób wolny od wad powierzchni.This article presents the results of tests concerning the production technology of an drawpiece with varying wall cross-section. Tests were focused on developing technological parameters making it possible to obtain a product free of defects and discontinuities of material on both the exterior and interior surface. A test plan was developed, covering heat treatment of the stock material prior to the wall drawing operation, reduction of its thickness. Tests involved assessment of the influence of the type of heat treatment on the drawpiece’s surface quality. Tests with and without interoperational heat treatment (annealing and hyperquenching) were performed. Annealing was performed at 450°C for 4 hours, then extrudates were cooled along with the furnace. Hyperquenching of extrudates was performed at three temperatures, i.e. 450°C, 480°C and 510°C, for 1 hour for each temperature; after this time, they were cooled in water. During the wall drawing operation performed on the extrudate, different forming strategies were checked. For this purpose, two sets of forming tools were designed and manu-factured, which differed in their reduction ratio but yielded the same final effect. In the first part, wall drawing through two dies was considered, and in the next part – drawing through three dies. Tests also compared two lubricants dedicated for cold extrusion of aluminum alloys, namely: Al71 multipress oil and zinc stearate. This article demonstrates that proper selection of parameters, i.e. interoperational heat treatment, lubrication and reduction ratio, makes it possible to obtain a product free of surface defects