Backward Extrusion of Aluminum Alloy Sections Used in Aircraft Structural Components

The paper presents an analysis of selected aluminum alloys as structural materials used in production of aircraft parts as well as specification of technological parameters of Al alloys extrusion on a backward press with their effect on mechanical properties, microstructure and quality of the final product. Upsetting tests with backward extrusion complex cross-sectional profile tests were conducted on aluminum alloys 7075, 2024, 2099. Based on the results, specifications of forging in the form of unit stress - effective strain relations were determined using logarithmic deformation index, allowing proper choice of extrusion parameters. The range of temperatures for hot plastic treatment along with range of extrusion rate for the analyzed thin-walled aircraft profiles were determined. Tests were also conducted on the microstructure of Al alloys in the initial state as well as after the extrusion process had been completed. It has been proved that the proper choice of parameters in the case of a specific profile extruded from Aluminum alloys 2024, 7075, 2099, allows the manufacturing of products of complex crosssections and the quality required in aerospace industry. This has been demonstrated on the example of complex cross-sectional profiles using elements of varied wall thickness.

W pracy przedstawiono analizę wybranych stopów aluminium jako materiałów konstrukcyjnych z przeznaczeniem na elementy obiektów latających wraz z określeniem technologicznych parametrów wyciskania tych stopów na prasie przeciwbieżnej oraz ich wpływu na właściwości mechaniczne, mikrostrukturę i jakość finalnego wyrobu. Przedstawiono wyniki testów spęczania i wyciskania przeciwbieżnego profili o złożonym kształcie przekroju poprzecznego z wykorzystaniem stopów aluminium 7075, 2024, 2099. W oparciu o uzyskane wyniki wyznaczono charakterystyki spęczania jako wykresy zależności średnich nacisków jednostkowych od logarytmicznego wskaźnika odkształcenia, umożliwiające adekwatny dobór parametrów wyciskania. Określono przedział optymalnych temperatur przeróbki plastycznej na gorąco i prędkości wyciskania dla analizowanych cienkościennych profili lotniczych. Wykonano również badania mikrostruktury stopów Al w stanie wyjściowym i po wyciskaniu. Wykazano, że adekwatny dobór parametrów procesu do danego typu profilu wyciskanego ze stopów 2024, 7075, 2099, pozwala na uzyskanie wyrobów o złożonym kształcie przekroju poprzecznego i o wymaganych własnościach oraz wysokiej jakości pożądanej w lotnictwie, co pokazano na przykładzie profili o złożonym kształcie przekroju poprzecznego z elementami o zróżnicowanej grubości ścianki.