Published October 1, 2017 | Version v1
Publication Open

Effect of extrusion temperature on the surface roughness of solid state recycled aluminum alloy 6061 chips during turning operation

Creators

  • 1. King Saud University
  • 2. Zagazig University
  • 3. American University in Cairo

Description

Nowadays solid state recycling of aluminum chips provides a competitive market for the aluminum foundry. Chip recycling requires an efficient pretreatment system in terms of optimizing consolidating technique to achieve a high metal recovery with rapid return of investment and hence drive down fixed cost and increase productivity without compromising on metal quality. Solid state recycling through hot extrusion is a promising technique to recycle machining chips without re-melting. In this article, aluminum chips were cold compacted followed by hot extrusion under extrusion ratio of 5.2 and at three different extrusion temperatures of 350°C, 425°C, and 500°C. The effect of extrusion temperature on the surface roughness (Ra and Rz) and machining time needed to remove a unit volume of aluminum alloy 6061 machined by turning were investigated. The effect of extrusion temperature was investigated using the Box–Behnken design; three machining parameters (depth of cut, feed rate, and cutting speed) on the surface roughness of the machined specimens were also examined. Obtained results were in favor of the presence of significant effect of those four parameters on specimen surface roughness with dominating effect of feed rate. Moreover, the optimum cutting conditions for minimum machining time per unit volume (Tm) while Ra is kept below an industrially accepted value of 0.8 μm was found for the original alloy for the following cutting conditions: cutting speed of 116 m/min, depth of cut of 0.33 mm, and feed rate of 0.11 mm/rev.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في الوقت الحاضر، توفر إعادة تدوير رقائق الألومنيوم ذات الحالة الصلبة سوقًا تنافسية لمسبك الألومنيوم. تتطلب إعادة تدوير الرقائق نظامًا فعالًا للمعالجة المسبقة من حيث تحسين تقنية الدمج لتحقيق استرداد عالي للمعادن مع عائد سريع للاستثمار وبالتالي خفض التكلفة الثابتة وزيادة الإنتاجية دون المساس بجودة المعادن. تعد إعادة التدوير في الحالة الصلبة من خلال البثق الساخن تقنية واعدة لإعادة تدوير رقائق الآلات دون إعادة الصهر. في هذه المقالة، تم ضغط رقائق الألومنيوم على البارد متبوعة بالبثق الساخن تحت نسبة بثق تبلغ 5.2 وعند ثلاث درجات حرارة بثق مختلفة تبلغ 350 درجة مئوية و 425 درجة مئوية و 500 درجة مئوية. تم فحص تأثير درجة حرارة البثق على خشونة السطح (Ra و Rz) ووقت التشغيل اللازم لإزالة حجم وحدة من سبائك الألومنيوم 6061 التي تم تشكيلها عن طريق الدوران. تم فحص تأثير درجة حرارة البثق باستخدام تصميم Box - Behnken ؛ كما تم فحص ثلاثة معلمات تصنيع (عمق القطع، ومعدل التغذية، وسرعة القطع) على خشونة سطح العينات الآلية. كانت النتائج التي تم الحصول عليها لصالح وجود تأثير كبير لتلك المعلمات الأربعة على خشونة سطح العينة مع تأثير مهيمن على معدل التغذية. علاوة على ذلك، تم العثور على ظروف القطع المثلى للحد الأدنى من وقت التشغيل لكل وحدة حجم (Tm) بينما يتم الاحتفاظ بـ Ra أقل من القيمة المقبولة صناعيًا البالغة 0.8 ميكرومتر للسبائك الأصلية لظروف القطع التالية: سرعة القطع 116 م/دقيقة، وعمق القطع 0.33 مم، ومعدل التغذية 0.11 مم/دورة.

Translated Description (French)

De nos jours, le recyclage à l'état solide des copeaux d'aluminium offre un marché concurrentiel pour la fonderie d'aluminium. Le recyclage des copeaux nécessite un système de prétraitement efficace en termes d'optimisation de la technique de consolidation pour obtenir une récupération élevée des métaux avec un retour sur investissement rapide et donc réduire les coûts fixes et augmenter la productivité sans compromettre la qualité des métaux. Le recyclage à l'état solide par extrusion à chaud est une technique prometteuse pour recycler les copeaux d'usinage sans refusion. Dans cet article, les copeaux d'aluminium ont été compactés à froid, suivis d'une extrusion à chaud sous un taux d'extrusion de 5,2 et à trois températures d'extrusion différentes de 350 °C, 425 °C et 500 °C. L'effet de la température d'extrusion sur la rugosité de surface (Ra et Rz) et le temps d'usinage nécessaire pour éliminer un volume unitaire d'alliage d'aluminium 6061 usiné par tournage ont été étudiés. L'effet de la température d'extrusion a été étudié en utilisant la conception Box–Behnken ; trois paramètres d'usinage (profondeur de coupe, vitesse d'avance et vitesse de coupe) sur la rugosité de surface des échantillons usinés ont également été examinés. Les résultats obtenus étaient en faveur de la présence d'un effet significatif de ces quatre paramètres sur la rugosité de la surface de l'échantillon avec un effet dominant de la vitesse d'alimentation. De plus, les conditions de coupe optimales pour un temps d'usinage minimal par unité de volume (Tm) alors que Ra est maintenu en dessous d'une valeur industriellement acceptée de 0,8 μm ont été trouvées pour l'alliage d'origine pour les conditions de coupe suivantes : vitesse de coupe de 116 m/min, profondeur de coupe de 0,33 mm et vitesse d'avance de 0,11 mm/tr.

Translated Description (Spanish)

Hoy en día, el reciclaje de estado sólido de virutas de aluminio proporciona un mercado competitivo para la fundición de aluminio. El reciclaje de virutas requiere un sistema de pretratamiento eficiente en términos de optimización de la técnica de consolidación para lograr una alta recuperación de metal con un rápido retorno de la inversión y, por lo tanto, reducir los costos fijos y aumentar la productividad sin comprometer la calidad del metal. El reciclaje en estado sólido a través de la extrusión en caliente es una técnica prometedora para reciclar virutas de mecanizado sin volver a fundirlas. En este artículo, las virutas de aluminio se compactaron en frío seguido de extrusión en caliente bajo una relación de extrusión de 5.2 y a tres temperaturas de extrusión diferentes de 350 ° C, 425 ° C y 500 ° C. Se investigó el efecto de la temperatura de extrusión en la rugosidad de la superficie (Ra y Rz) y el tiempo de mecanizado necesario para eliminar un volumen unitario de aleación de aluminio 6061 mecanizada por torneado. El efecto de la temperatura de extrusión se investigó utilizando el diseño Box–Behnken; también se examinaron tres parámetros de mecanizado (profundidad de corte, velocidad de alimentación y velocidad de corte) en la rugosidad de la superficie de las muestras mecanizadas. Los resultados obtenidos estuvieron a favor de la presencia de un efecto significativo de esos cuatro parámetros en la rugosidad de la superficie de la muestra con un efecto dominante de la velocidad de alimentación. Además, se encontraron las condiciones de corte óptimas para un tiempo de mecanizado mínimo por unidad de volumen (Tm) mientras Ra se mantiene por debajo de un valor aceptado industrialmente de 0.8 μm para la aleación original para las siguientes condiciones de corte: velocidad de corte de 116 m/min, profundidad de corte de 0.33 mm y velocidad de alimentación de 0.11 mm/rev.

Files

1687814017734152.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4413ca99f94622178703feb913cb85c4
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير درجة حرارة البثق على خشونة سطح سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها ذات الحالة الصلبة 6061 رقاقة أثناء عملية الدوران
Translated title (French)
Effet de la température d'extrusion sur la rugosité de surface des copeaux d'alliage d'aluminium recyclé à l'état solide 6061 pendant l'opération de tournage
Translated title (Spanish)
Efecto de la temperatura de extrusión en la rugosidad de la superficie de las virutas de aleación de aluminio reciclado en estado sólido 6061 durante la operación de torneado

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2761735171
DOI
10.1177/1687814017734152

Is supplement to
https://openalex.org/W4313638943 (Other)
https://openalex.org/W4304014137 (Other)
https://openalex.org/W2388005574 (Other)
https://openalex.org/W2386922414 (Other)
https://openalex.org/W2381598325 (Other)
https://openalex.org/W2377451163 (Other)
https://openalex.org/W2355581828 (Other)
https://openalex.org/W2353844020 (Other)
https://openalex.org/W2044736262 (Other)
https://openalex.org/W1966522691 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1965258535
  • https://openalex.org/W1972545888
  • https://openalex.org/W1977076533
  • https://openalex.org/W1978266499
  • https://openalex.org/W1984426253
  • https://openalex.org/W1990205563
  • https://openalex.org/W2050390631
  • https://openalex.org/W2071558614
  • https://openalex.org/W2080325633
  • https://openalex.org/W2295124932
  • https://openalex.org/W2327745722
  • https://openalex.org/W2488162289
  • https://openalex.org/W2532218793