Kształtowanie metali lekkich

Opis

Pierwsza publikacja, która całościowo ujmuje problematykę kształtowania metali lekkich. Autorzy dokonali prezentacji najważniejszych oraz bardziej rozpowszechnionych i efektywnych sposobów kształtowania formującego (za pomocą odlewania czy metalurgii proszków), kształtowania plastycznego, kształtowania przyrostowego (metodami rapid-technologii) oraz kształtowania ubytkowego. W praktyce istnieje wiele sposobów i odmian kształtowania metali lekkich, dlatego ograniczono się do możliwie zwięzłego omówienia ich podstawowych cech i zalecanego zastosowania. Z racji intensywnego rozwoju i istotnych walorów użytkowych więcej uwagi poświęcono kształtowaniu ubytkowemu metali lekkich, przede wszystkim w aspekcie charakterystyki stosowanych łańcuchów procesowych, narzędzi kształtujących oraz maszyn i urządzeń. Obszerny rozdział dotyczy również problematyki modelowania i symulacji procesów kształtowania.
Książka jest przeznaczona dla kadry inżynieryjno-technicznej zatrudnionej w przemyśle – zwłaszcza lotniczym, samochodowym i budowy maszyn, jak też w przedsiębiorstwach przetwarzających metale lekkie. Będzie przydatna również pracownikom i studentom wydziałów mechanicznych, budowy maszyn oraz inżynierii produkcji.

Spis treści

1. Wprowadzenie / 1

2. Konstrukcje lekkie – istota, rodzaje, realizacja / 4
2.1. Przyroda a konstrukcje lekkie / 4
2.2. Strategie tworzenia i rodzaje konstrukcji lekkich / 7
2.3. Aspekty materiałowe konstrukcji lekkich / 10
2.4. Aspekty projektowe konstrukcji lekkich / 14
2.5. Techniki konstruowania a techniki kształtowania / 18
2.5.1. Wpływ objętościowego kształtowania plastycznego (na przykładzie kucia) / 18
2.5.2. Wpływ kształtowania formującego (na przykładzie odlewania) / 19
2.6. Przykłady zastosowań konstrukcji lekkich / 23
Literatura / 26

3. Klasyfikacja i charakterystyka rodzajów kształtowania metali lekkich / 28
3.1. Klasyfikacja rodzajów kształtowania / 28
3.2. Charakterystyka rodzajów kształtowania / 28
3.2.1. Kształtowanie formujące / 28
3.2.2. Kształtowanie plastyczne / 32
3.2.3. Kształtowanie przyrostowe / 35
3.2.4. Kształtowanie ubytkowe / 37
3.2.5. Kształtowanie przez łączenie / 39
Literatura / 47

4. Właściwości metali lekkich i ich stopów / 49
4.1. Aluminium i jego stopy / 49
4.1.1. Zarys historii i produkcji aluminium / 49
4.1.2. Właściwości aluminium / 52
4.1.3. Ogólna charakterystyka stopów aluminium / 53
4.1.4. Stopy aluminium do przeróbki plastycznej / 54
4.1.5. Stopy odlewnicze aluminium / 73
4.1.6. Spiekane stopy aluminium / 79
4.1.7. Pianoaluminium / 80
4.2. Tytan i jego stopy / 83
4.2.1. Zarys historii i produkcji tytanu / 83
4.2.2. Właściwości tytanu / 87
4.2.3. Podział, mikrostruktura i właściwości stopów tytanu / 90
4.2.4. Aluminidki tytanu / 99
4.3. Magnez i jego stopy / 104
4.3.1. Zarys historii i produkcji magnezu / 104
4.3.2. Właściwości magnezu / 108
4.3.3. Ogólna charakterystyka stopów magnezu / 109
4.3.4. Stopy odlewnicze magnezu / 112
4.3.5. Stopy magnezu do przeróbki plastycznej / 117
4.3.6. Stopy magnezu wytwarzane szybkim krzepnięciem / 119
4.4. Beryl i jego stopy / 122
4.4.1. Zarys historii i produkcji berylu / 122
4.4.2. Właściwości berylu / 124
4.4.3. Stopy berylu / 126
Literatura / 131

5. Kształtowanie aluminium i jego stopów / 134
5.1. Kształtowanie formujące / 134
5.1.1. Odlewanie ciągłe / 134
5.1.2. Odlewanie kształtowe / 137
5.1.3. Formowanie metalurgią proszków / 155
5.1.4. Wytwarzanie i formowanie pianoaluminium / 160
5.2. Kształtowanie plastyczne / 167
5.2.1. Walcowanie / 167
5.2.2. Kucie / 173
5.2.3. Wyciskanie / 190
5.2.4. Kształtowanie blach / 203
5.3. Kształtowanie przyrostowe / 226
5.3.1. Bezpośrednie kształtowanie przyrostowe / 226
5.3.2. Pośrednie kształtowanie przyrostowe / 230
5.4. Kształtowanie ubytkowe / 235
5.4.1. Ogólna charakterystyka procesu skrawania / 235
5.4.2. Skrawalność / 236
5.4.3. Skrawanie wysokoefektywne (HSC i HPC) / 244
5.4.4. Charakterystyka sposobów obróbki skrawaniem / 247
5.4.5. Charakterystyka sposobów obróbki ściernej / 259
5.4.6. Przecinanie / 265
5.4.7. Przykładowe obrabiarki skrawające / 268
5.4.8. Recykling wiórów / 272
Literatura / 274

6. Kształtowanie tytanu i jego stopów / 280
6.1. Wytwarzanie półwyrobów do kształtowania / 280
6.2. Kształtowanie formujące / 285
6.2.1. Odlewanie / 285
6.2.2. Formowanie metalurgią proszków / 294
6.3. Kształtowanie plastyczne / 302
6.3.1. Kucie / 302
6.3.2. Kształtowanie plastyczne aluminidków tytanu / 310
6.3.3. Inne sposoby kształtowania plastycznego / 313
6.3.4. Kształtowanie nadplastyczne stopów tytanu / 314
6.3.5. Kształtowanie nadplastyczne połączone ze zgrzewaniem dyfuzyjnym / 316
6.3.6. Kulowanie / 319
6.4. Kształtowanie przyrostowe / 321
6.4.1. Bezpośrednie spiekanie laserowe proszku metalowego (DMLS) / 321
6.4.2. Selektywne stapianie laserowe (SLM) / 323
6.4.3. Nanoszenie laserowo stopionego proszku (LENS) / 324
6.4.4. Selektywne stapianie elektronowe (EBM) / 325
6.5. Kształtowanie ubytkowe / 329
6.5.1. Ogólna charakterystyka procesu skrawania / 329
6.5.2. Charakterystyka sposobów obróbki skrawaniem / 344
6.5.3. Charakterystyka sposobów obróbki ściernej / 373
6.5.4. Obróbka erozyjna i strumieniowo-erozyjna / 383
6.5.5. Kształtowanie ubytkowe aluminidków tytanu / 394
6.5.6. Obrabiarki skrawające / 402
Literatura / 410

7. Kształtowanie magnezu i jego stopów / 417
7.1. Kształtowanie formujące / 417
7.1.1. Odlewanie ciągłe / 417
7.1.2. Odlewanie kształtowe / 420
7.2. Kształtowanie plastyczne / 431
7.2.1. Walcowanie / 433
7.2.2. Kucie / 437
7.2.3. Wyciskanie / 441
7.2.4. Kształtowanie blach / 446
7.2.5. Kształtowanie nadplastyczne / 450
7.3. Kształtowanie ubytkowe / 452
7.3.1. Skrawalność stopów magnezu / 452
7.3.2. Warunki realizacji procesów obróbkowych i zjawiska towarzyszące / 454
7.3.3. Charakterystyka sposobów kształtowania ubytkowego / 456
7.3.4. Chłodzenie i smarowanie strefy styku / 461
7.3.5. Specyfika budowy obrabiarek i warunki bezpieczeństwa pracy / 466
7.3.6. Gospodarka wiórami i odpadami / 467
Literatura / 468

8. Kształtowanie berylu i jego stopów / 473
8.1. Kształtowanie formujące / 473
8.1.1. Kształtowanie formujące berylu / 473
8.1.2. Kształtowanie formujące stopów berylu / 476
8.2. Kształtowanie plastyczne / 477
8.2.1. Kształtowanie plastyczne berylu / 477
8.2.2. Kształtowanie plastyczne stopów berylu / 479
8.3. Kształtowanie ubytkowe / 480
8.3.1. Obróbka skrawaniem, ścierna i erozyjna berylu / 480
8.3.2. Obróbka stopów aluminium – beryl / 485
8.4. Bezpieczeństwo zdrowia i pracy podczas kształtowania berylu i jego stopów / 487
8.5. Główne obszary zastosowań berylu i jego stopów / 489
8.5.1. Lotnictwo i aeronautyka / 489
8.5.2. Technika jądrowa i rentgenologia / 492
Literatura / 493

9. Modelowanie i symulacja procesów kształtowania / 495
9.1. Istota i znaczenie metod modelowania w procesach kształtowania / 495
9.2. Klasyfikacja i rodzaje modeli procesów kształtowania / 497
9.3. Modele konstytutywne materiałów / 500
9.4. Główne metody numeryczne mechaniki ciał odkształcalnych / 505
9.4.1. Opis ruchu ciała odkształcalnego – podstawy / 505
9.4.2. Forma lokalna opisu zagadnienia ruchu ciała odkształcalnego / 506
9.4.3. Forma słaba opisu zagadnienia ruchu ciała odkształcalnego / 507
9.4.4. Ogólna charakterystyka metod MRS, MEB, MES / 507
9.5. Metoda elementów skończonych w mechanice ciał odkształcalnych – wybrane zagadnienia / 509
9.5.1. Zasada minimum całkowitej energii potencjalnej w MES / 509
9.5.2. Równania ruchu w postaci dyskretnej z tłumieniem proporcjonalnym / 511
9.5.3. Jawny schemat całkowania równań ruchu w postaci dyskretnej / 515
9.5.4. Niejawny schemat całkowania równań ruchu w postaci dyskretnej / 516
9.5.5. Przykładowe elementy skończone / 517
9.5.6. Wybrane metody generowania siatki elementów skończonych / 521
9.5.7. Etapy obliczeń w przemieszczeniowej wersji MES / 527
9.5.8. Podstawy nieliniowej analizy MES ciał odkształcalnych / 530
9.5.9. Adaptacyjne metody zmniejszania błędów dyskretyzacji modeli / 535
9.6. Przykłady zastosowania oprogramowania MES w modelowaniu i symulacji procesów kształtowania / 537
9.6.1. Wybrane systemy obliczeń MES stosowane do modelowania i symulacji procesów kształtowania / 537
9.6.2. Przykłady modelowania i symulacji kształtowania formującego / 539
9.6.3. Przykłady modelowania i symulacji kształtowania plastycznego / 543
9.6.4. Przykład modelowania i symulacji kształtowania ubytkowego / 551
9.6.5. Przykład modelowania i symulacji procesu łączenia / 553
9.7. Kierunki rozwoju metod modelowania i symulacji / 554
Literatura / 556

10. Wykaz akronimów / 561

Skorowidz / 571

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie