Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số hình học khuôn và thông số công nghệ đến chất lượng sản phẩm khi ép chảy hợp kim nhôm

BỘ CÔNG THƢƠNG 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 
NGUYỄN TRỌNG MAI 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ 
HÌNH HỌC KHUÔN VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN 
 CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM KHI ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
Hà Nội – Năm 2021 
BỘ CÔNG THƢƠNG 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 
NGUYỄN TRỌNG MAI 
NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ 
HÌNH HỌC KHUÔN VÀ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN 
 CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM KHI ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM 
Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí 
Mã số : 9.52.01.03 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ 
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : 
1. PGS.TS. TRẦN ĐỨC QUÝ 
2. PGS.TS. PHẠM VĂN NGHỆ 
Hà Nội – Năm 2021 
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự hƣớng dẫn của 
PGS.TS. Trần Đức Quý và PGS.TS. Phạm Văn Nghệ. 
Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai 
công bố trong bất kỳ công trình nào khác. 
 Hà Nội, ngày 10 tháng 3 năm 2021 
 Tác giả luận án 
 Nguyễn Trọng Mai 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Trƣớc tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Trần 
Đức Quý và PGS.TS. Phạm Văn Nghệ, những ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn và 
động viên tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận án. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Thầy Cô trong Khoa Cơ khí, các vị lãnh đạo và các 
nhà khoa học của Trƣờng Đại học Công nghiệp Hà nội đã luôn quan tâm, giúp đỡ cũng 
nhƣ đóng góp các ý kiến để tôi hoàn thành luận án. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Thầy Cô, các nhà khoa học trong Viện Cơ khí - 
Trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội, Khoa Cơ khí - Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện 
nghiên cứu cơ khí NARIME đã đóng góp các ý kiến để tôi hoàn thành luận án. 
Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới nhà máy nhôm EUROHA, công ty cổ 
phần Huyndai Aluminum Vina, hãng phần mềm Qform Extrusion đã giúp đỡ tôi tiến 
hành thực nghiệm cho nội dung nghiên cứu của luận án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình tôi đã luôn quan tâm, động viên giúp đỡ tôi 
vƣợt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập và hoàn thành bản luận án này. 
Hà nội, ngày 10 tháng 3 năm 2021 
Tác giả luận án 
 Nguyễn Trọng Mai 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i 
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii 
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ....................................................... vi 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... viii 
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................. x 
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM ........... 4 
1.1. Quá trình công nghệ ép chảy thanh hợp kim nhôm .................................................. 4 
1.2. Vật liệu hợp kim nhôm ............................................................................................. 5 
1.3. Các yếu tố đặc trƣng của công nghệ ép chảy hợp kim nhôm ................................... 8 
1.3.1. Quá trình ép chảy phôi liên tục.............................................................................. 8 
1.3.2. Tỷ lệ ép chảy........................................................................................................ 10 
1.3.3. Dòng kim loại trong quá trình ép chảy ................................................................ 10 
1.3.4. Biến dạng dẻo trong quá trình ép chảy ................................................................ 13 
1.3.5. Áp lực ép ............................................................................................................. 15 
1.3.6. Lực ép .................................................................................................................. 17 
1.3.7. Vận tốc ép ............................................................................................................ 18 
1.3.8. Nhiệt động lực học trong quá trình ép chảy ........................................................ 19 
1.4. Khuôn ép chảy ........................................................................................................ 21 
1.4.1. Cấu tạo khuôn ...................................................................................................... 21 
1.4.2. Cửa khuôn ............................................................................................................ 22 
1.4.3. Vật liệu chế tạo khuôn ......................................................................................... 23 
1.5. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nƣớc về ép chảy hợp kim nhôm ....... 24 
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...................................................................... 24 
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................................ 28 
Kết luận chƣơng 1 ......................................................................................................... 30 
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN 
CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM KHI ÉP CHẢY HỢP KIM NHÔM .............................. 31 
iv 
2.1. Chất lƣợng sản phẩm khi ép chảy thanh hợp kim nhôm ........................................ 31 
2.1.1. Các yếu tố đặc trƣng của chất lƣợng thanh hợp kim nhôm ép chảy ................... 31 
2.1.2. Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng thanh hợp kim nhôm ép chảy ....................... 34 
2.1.3. Xác định các chỉ tiêu chính đánh giá chất lƣợng thanh hợp kim nhôm ép chảy . 35 
2.2. Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến độ chính xác về hình dáng hình học sản phẩm .... 39 
2.2.1. Vị trí cửa khuôn so với tâm khuôn ...................................................................... 44 
2.2.2. Thông số hình học cửa khuôn ............................................................................. 44 
2.2.3. Thông số hình học vùng dẫn ............................................................................... 46 
2.3. Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến độ nhám bề mặt sản phẩm ............................... 47 
2.3.1. Ảnh hƣởng của phôi ............................................................................................ 49 
2.3.2. Ảnh hƣởng của khuôn ......................................................................................... 50 
2.3.3. Ảnh hƣởng của chế độ ép .................................................................................... 53 
Kết luận chƣơng 2. ........................................................................................................ 55 
CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ HÌNH HỌC 
KHUÔN ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC HÌNH DÁNG HÌNH HỌC SẢN PHẨM BẰNG 
MÔ PHỎNG SỐ ................................................................................................... 56 
3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng số ............................................................................ 56 
3.1.1. Mô phỏng số ........................................................................................................ 56 
3.1.2. Phần mềm mô phỏng số quá trình ép chảy Qform Extrusion ............................. 57 
3.1.3. Xây dựng bài toán mô phỏng số quá trình ép chảy hợp kim nhôm..................... 58 
3.2. Khảo sát ảnh hƣởng của các thông số hình học khuôn đến vận tốc dòng chảy kim 
loại bằng mô phỏng số. .................................................................................................. 61 
3.2.1. Vị trí cửa khuôn so với tâm khuôn ...................................................................... 61 
3.2.2. Thông số hình học cửa khuôn ............................................................................. 63 
3.2.3. Thông số hình học vùng dẫn nhôm ..................................................................... 73 
3.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ dài cửa khuôn và độ rộng vùng dẫn đến độ chính 
xác hình dáng hình học của sản phẩm. .......................................................................... 80 
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ dài cửa khuôn ..................................................... 81 
3.3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của độ rộng vùng dẫn ..................................................... 83 
Kết luận chƣơng 3. ........................................................................................................ 86 
v 
CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘ DÀI CỬA 
KHUÔN, CHẾ ĐỘ ÉP ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT SẢN PHẨM VÀ ÁP LỰC ÉP ......... 87 
4.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm ......................................................................... 87 
4.2. Mô hình và thiết bị thực nghiệm ............................................................................ 88 
4.2.1. Máy ép thủy lực ................................................................................................... 89 
4.2.2. Phôi hợp kim nhôm ............................................................................................. 90 
4.2.3. Khuôn thực nghiệm ............................................................................................. 90 
4.2.4. Thiết bị đo áp lực ép ............................................................................................ 91 
4.2.5. Thiết bị đo nhiệt độ phôi ..................................................................................... 92 
4.2.6. Thiết bị đo độ nhám ............................................................................................. 92 
4.3. Quy hoạch và tổ chức thực nghiệm ........................................................................ 93 
4.3.1. Xác định các thông số thực nghiệm .................................................................... 93 
4.3.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ................................................................................... 94 
4.4. Kết quả thực nghiệm và bàn luận khoa học ........................................................... 99 
4.4.1. Ảnh hƣởng độ dài cửa khuôn đến độ nhám bề mặt sản phẩm và áp lực ép ........ 99 
4.4.2. Ảnh hƣởng của vận tốc ép, nhiệt độ phôi đến độ nhám bề mặt sản phẩm và áp 
lực ép ........................................................................................................................... 101 
4.4.3. Ảnh hƣởng của vận tốc ép, nhiệt độ phôi và tỉ lệ độ dài cửa khuôn/độ rộng cửa 
khuôn đến độ nhám bề mặt sản phẩm và áp lực ép ..................................................... 105 
4.5. Tối ƣu hóa các thông số thực nghiệm................................................................... 112 
4.5.1. Thuật toán tối ƣu................................................................................................ 112 
4.5.2. Tối ƣu hóa vận tốc ép, nhiệt độ phôi ép, tỉ lệ độ dài cửa khuôn/độ rộng cửa 
khuôn đảm bảo chỉ tiêu độ nhám bề mặt sản phẩm ..................................................... 113 
4.5.3. Tối ƣu hóa vận tốc ép, nhiệt độ phôi ép, tỉ lệ độ dài cửa khuôn/độ rộng cửa 
khuôn đảm bảo đồng thời 2 chỉ tiêu độ nhám bề mặt sản phẩm và áp lực ép ............. 115 
Kết luận chƣơng 4 ....................................................................................................... 117 
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN ...................................... 119 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 121 
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ................................................... 127 
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 128 
vi 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
AA Hiệp hội nhôm Mỹ (Aluminium Association) 
CAD Thiết kế có trợ giúp của máy tính (Computer Aided 
Design) 
CNC Gia công có có trợ giúp của máy tính (Computer 
Numerical Controlled) 
CAD/CAM Thiết kế/chế tạo có trợ giúp của máy tính (Computer 
aided design/computer aided manufacturing) 
CAE Phân tích kỹ thuật có trợ giúp của máy tính(Computer 
aided engineering) 
GA Giải thuật di truyền (Genetic Algorithm) 
PSO Tối ƣu hóa bầy đàn (Particle Swarm Optimization) 
GRG Thuật toán giảm Gradient tổng quát (Generalized 
Reduced Gradient) 
TCVN Tiêu chuẩn Việt nam 
ER Tỷ lệ ép chảy 
σ Ứng suất 
σ̅ Ứng suất giới hạn 
μ Hệ số ma sát 
m Hệ số ma sát giữa phôi và buồng ép 
m‟ Hệ số ma sát giữa phôi và cửa khuôn 
m‟‟ Hệ số ma sát giữa phôi và vùng kim loại đứng yên 
 Độ dài phôi mm 
l Độ dài sản phẩm mm 
ε Mức độ biến dạng 
 ̅ Biến dạng thực (biến dạng logarit) 
 ̅̇ Tốc độ biến dạng 
 Diện tích tiết diện nòng buồng ép mm
2 
AE Diện tích tiết diện sản phẩm mm
2
D Đƣờng kính phôi mm 
vii 
 Đƣờng kính nòng buồng ép mm 
 Đƣờng kính sản phẩm mm 
 Lực ma sát N 
 Diện tích bề mặt tiếp xúc thực tế mm
2
 Diện tích bề mặt cửa khuôn mm
2
 Ứng suất ma sát 
k Ứng suất cắt 
PT Áp lực ép bar 
PD Áp lực biến dạng dẻo của vật liệu bar 
PF Áp lực ma sát bar 
PR Áp lực biến dạng đàn hồi của vật liệu bar 
Fr Lực ép chảy N 
Fp Lực tác dụng của píttông thủy lực máy ép N 
p Áp suất thủy lực tác dụng lên xi lanh máy ép bar 
P Áp lực ép bên trong buồng ép bar 
Vep Vận tốc chày ép (vận tốc ép) mm/s 
VE Vận tốc ra của sản phẩm m/p 
qf Nhiệt sinh ra do ma sát trên một đơn vị diện tích 
0
C /mm
2
Tp Nhiệt độ của phôi 
0
C 
Vm,j Tốc độ vật liệu tại các điểm nút bề mặt kim loại chết mm/s 
J Đƣơng lƣợng công của nhiệt J 
n Số cửa khuôn 
H Độ sâu vùng dẫn nhôm mm 
B Độ rộng vùng dẫn nhôm mm 
b Độ rộng cửa khuôn mm 
e Khoảng cách từ cửa khuôn đến tâm khuôn mm 
L Độ dài cửa khuôn mm 
α Góc nghiêng của cửa khuôn so với đƣờng tâm khuôn độ 
r Bán kính góc lƣợn cửa khuôn mm 
L‟ Độ dài phôi ép mm 
viii 
DANH MỤC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1. Ký hiệu hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn AA của Mỹ .................................................. 7 
Bảng 1.2. Nhiệt độ phôi và vận tốc ra của một số hợp kim nhôm điển hình .............................. 8 
Bảng 1.3. Thành phần hóa học vật liệu thép SKD61 ................................................................. 24 
Bảng 2.1. Các nguyên nhân chính ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm ................................. 36 
Bảng 3.1. Thông số cài đặt quá trình mô phỏng ......................................................................... 60 
Bảng 3.2. Kết quả vận tốc ra của sản phẩm tại các cửa khuôn ở các vị trí khác nhau ............. 62 
Bảng 3.3. Kết quả vận tốc ra của sản phẩm tại các cửa khuôn có độ dài khác nhau ................ 64 
Bảng 3.4. Kết quả vận tốc ra của sản phẩm tại các cửa khuôn có độ rộng khác nhau ............. 66 
Bảng 3.5. Kết ... chất 
lƣợng sản phẩm, tuổi bền khuôn, áp lực ép ... 
121 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tài liệu tiếng Việt 
[1] Nguyễn Trọng Bình (2003), Tối ưu hóa quá trình gia công cắt gọt, NXB Giáo dục, 
Hà nội. 
[2] Lê Thị Chiều, Phùng Tố Hằng, Vũ Văn Khiêm, Nguyễn Văn Hiển (2005), Nâng 
cao chất lượng khuôn đùn ép khung nhôm xây dựng bằng công nghệ nhiệt luyện, 
đề tài NCKH cấp Sở KHCN Hà nội. 
[3] Lê Thị Chiều, Nguyễn Văn Tƣ (2013), Công nghệ thấm nitơ cho khuôn mới và 
khuôn đùn ép nhôm định hình đã qua sử dụng, tạp chí khoa học và công nghệ kim 
loại, ISSN 1859-4344. 
[4] Lê Thị Chiều (2006), Khảo sát và phân tích nguyên nhân các sai hỏng phổ biến khi sử 
dụng khuôn đùn ép khung nhôm xây dựng, Tạp chí Khoa học công nghệ kim loại. 
[5] Đặng Văn Chung, Lê Thị Chiều (2014), "Hoàn thiện công nghệ nhiệt luyện và quy 
trình chế tạo khuôn đùn ép nhôm thanh định hình trong ngành xây dựng và công 
nghiệp", dự án NCKH Công Ty CP Cơ Khí Đông Anh Licogi. 
[6] Nguyễn Văn Dự, Nguyễn Đăng Bình (2011), Quy hoạch thực nghiệm trong kỹ 
thuật, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. 
[7] Nguyễn Mậu Đằng, Nguyễn Nhƣ Huynh, Phạm Hà Dƣơng (2008), Công nghệ tạo 
hình kim loại tấm, NXB Bách khoa, Hà nội. 
[8] Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần 
Xuân Việt (2006), Công nghệ chế tạo máy, NXB KHKT 
[9] Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ chính xác gia công bằng thực nghiệm, NXB 
Khoa học Kỹ thuật. 
[10] Phần mềm Minitab 16 
[11] Nghiêm Hùng (2012), Vật liệu học cơ sở, NXB Khoa học Kỹ thuật. 
[12] Huyndai alumium vina (2011), Tài liệu kỹ thuật 
[13] Lê Quốc Huỳnh (2011), Nghiên cứu cải tiến khuôn đùn ép nhôm, đề tài NCKH 
Công Ty CP Cơ Khí Đông Anh Licogi. 
122 
[14] Đỗ Quang Long, Nguyễn Tuấn Anh, Đinh Văn Hải, Lê Thái Hùng (2015), “Mô 
phỏng và phân tích dòng chảy kim loại trong quá trình ép chảy ngang khớp nối chữ 
thập”, Tạp chí khoa học và công nghệ, Tập 53-số 2B, p21-27. ISSN 0866-708. 
[15] Nguyễn Đăng Lƣơng (2014), Nghiên cứu sử dụng phần mềm CAD/CAM để thiết kế 
khuôn ép áp lực thanh nhôm định hình, luận văn thạc sỹ, Đại học Bách khoa Hà nội. 
[16] Phạm Văn Nghệ, Đinh Văn Phong, Nguyễn Mậu Đằng, Trần Đức Cứu, Nguyễn 
Trung Kiên, (2008), Công nghệ dập tạo hình khối, NXB Bách khoa Hà nội. 
[17] Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Đắc Trung, Lê Trung Kiên, Nguyễn Trƣờng An (2016), 
Công nghệ gia công áp lực, NXB Bách Khoa. 
[18] Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Nhƣ Huynh (2005), Ma sát và bôi trơn trong gia công 
áp lực, NXB Bách Khoa Hà nội. 
[19] Lê Minh Ngọc, Phùng Thị Tố Hằng (2014), “Ảnh hưởng của lớp phosphat hóa 
trung gian đến tổ chức và độ cứng của lớp thấm nitơ trên thép SKD11 làm khuôn 
đùn ép nhôm”, Tạp chí Khoa học và công nghệ kim loại, số 56, trang 39-44. 
[20] Đinh Văn Phong (2003), Lý thuyết gia công kim loại bằng áp lực, Học viện Kỹ 
thuật Quân sự. 
[21] Nguyễn Tất Tiến (2004), Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại, NXB Giáo dục. 
[22] Chu Văn Toàn (2007), Nghiên cứu thiết kế, chế tạo khuôn đùn ép nhôm định hình 
thay thế khuôn nhập khẩu, đề tài NCKH Bộ Xây Dựng. 
[23] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú (2001), Kỹ thuật 
đo lường- kiểm tra trong chế tạo cơ khí, NXB khoa học kỹ thuật. 
[24] Tạ Văn Thu (2012), Nghiên cứu công nghệ ép chảy thuận thanh hợp kim nhôm 
định hình, Luận văn thạc sỹ, Trƣờng Đại học bách khoa Hà nội. 
[25] Đinh Bá Trụ (2002), Cơ sở lý thuyết biến dạng dẻo kim loại, Nhà xuất bản Khoa 
học kỹ thuật. 
[26] Nguyễn Đắc Trung, Lê Thái Hùng, Nguyễn Nhƣ Huynh, Nguyễn Trung Kiên 
(2011), Mô phỏng số quá trình biến dạng, NXB Bách Khoa, 2011. 
[27] Nguyễn Minh Vũ, Nguyễn Tất Tiến, Nguyễn Đắc Trung (2008), Lý thuyết dập 
tạo hình, NXB Bách khoa - Hà nội. 
123 
Tài liệu tiếng Anh 
[28] S. N. Ab Rahim, M. A. Lajis, S. Ariffin (2016), Effect of extrusion speed and 
temperature on hot extrusion process of 6061 aluminum alloy chip, ARPN 
Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol 11, No.4. 
[29] S. O. Adeosun, O.I.Sekunowo, O.P. Gbenebor (2014), Effect of Die Entry Angle 
on Extrusion Responses of Aluminum 6063 Alloy, International Journal of 
Engineering and Technology Volume 4 No.2. 
[30] Apostolos Chondronasios (2015), Investigation of Surface Defects for Extruded 
Aluminium Profiles using Pattern Recognition Techniques, PhD Thesis of the 
University of Portsmouth. 
[31] A.F.M. Arif, A. K. Sheikh, S.Z. Qamar, M.K. Raza, K.M. Al-Fuhaid (2002), 
Product defects in aluminum extrusion and their impact on operational cost, The 
6th Saudi Engineering Conference, Kfupm, Dhahran. 
[32] W. A. Assaad (2010), Aluminum extrusion with a deformable die, PhD Thesis of 
the University of Twente, Enschede, The Netherlands. 
[33] M. Bauser, G. Sauer, K. Siegert (2006), Extrusion (Second Editon), ASM 
International. 
[34] S. Bingöl, M.S. Keskin (2007), Effect of different extrusion temperature and 
speed on extrusion welds, Journal of Achievements in Materials and 
Manufacturing Engineering. 
[35] D. Bombač, M. Terčelj, I. Peruš, P. Fajfar (2013), The progress of degradation 
on the bearing surfaces of nitrided dies for aluminium hot extrusion with two 
different relative lengths of bearing surface, Wear journal, Volume 307, Issues 
1–2, 30 September 2013, Pages 10–21. 
[36] Carlos Fernando Cuellar Matamoros (1999), Modeling and Control for the 
Isothermal Extrusion of Aluminum, PhD Thesis of the Swiss Federal Institute of 
Technology Zurich. 
[37] Cunsheng Zhang, Guoqun Zhao, Zhiren Chen, Hao Chen, Fujun Kou (2011), 
Effect of extrusion stem speed on extrusion process for a hollow aluminum 
profile, Materials Science and Engineering B. 
124 
[38] Cunsheng Zhang, Guoqun Zhao, Hao Chen, Yanjin Guan, Hengkui Li (2011), 
Optimization of an aluminum profile extrusion process based on Taguchi‟s 
method with S/N analysis, Springer-Verlag London Limited. 
[39] Chanda T., Zhou J., and Duszczyk. J.(2000), FEM analysis of aluminium 
extrusion through square and round dies, Materials and Design, 323-335. 
[40] G. Fang, J. Zhou, J. Duszczyk (2010), FEM-assisted design of a multi-hole 
pocket die to extrude U-shaped aluminum profiles with different wall thicknesses, 
Engineering Materials Vol. 424, pp 213-220, Trans Tech Publications, 
Switzerland. 
[41] O.P. Gbenebor, O.S.I. Fayomi, A.P.I. Popoola, A.O. Inegbenebor, F. Oyawale 
(2013), Extrusion die geometry effects on the energy absorbing properties and 
deformation response of 6063-type Al–Mg–Si aluminum alloy, 
www.journals.elsevier.com/results-in-physics. 
[42] Geun-An Lee, Yong-Taek Im (2002), Analysis and die design of at-die hot 
extrusion process Numerical design of bearing lengths, International Journal of 
Mechanical Sciences. 
[43] Guoqun Zhao, Hao Chen, Cunsheng Zhang, Yanjin Guan, Gao Anjiang, Li Peng 
(2014), Die optimization design and experimental study of a large wallboard aluminum 
alloy profile used for high-speed train, Springer-Verlag London. 
[44] Hanliang Zhu, Malcolm J. Couper, Arne K. Dahle (2012), Effect of Process 
Variables on the Formation of Streak Defects on Anodized Aluminum Extrusions: 
An Overview, Institute of Materials Engineering, Australian Nuclear Science & 
Technology. 
[45] Hasmukh K. Pate (1990), Computer Aided Manufacturing of Streamlined 
Extrusion Dies, A Thesis Presented to The Faculty of the College of Engineering 
and Technology Ohio University. 
[46] Isaac Flitta (2004), Simulation of Aluminium Extrusion Process, PhD Thesis of 
the Bournemouth University. 
[47] A.J. Koopman (2009), Analysis Tools for the Design of Aluminium Extrusion 
125 
Dies, PhD Thesis of the University of Twente. 
[48] Kurt Lange (1985), Handbook of Metal Forming, Society of Manufacturing 
engineers. Dearborn, Michigan, U.S.A. 
[49] Liang Chen, Guoqun Zhao, Junquan Yu (2015), Effects of ram velocity on 
pyramid die extrusion of hollow aluminum profile, Springer-Verlag London. 
[50] Liliang Wang (2012), Modelling of friction for high temperature extrusion of 
aluminium alloys, PhD thesis Delft University of Technology. 
[51] LIU Jian, LIN Gao-yong, FENG Di, ZOU Yan-ming, SUN Li-ping (2010), 
Effects of process parameters and die geometry on longitudinal welds quality in 
aluminum porthole die extrusion process, Central South University Press and 
Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 
[52] Yahya Mahmoodkhani (2013), Mathematical Modelling of the Material Flow 
and Microstructural Evolution During the Extrusion of AA3003 Aluminum Alloy, 
A thesis presented to the University of Waterloo. 
[53] R. Mayavaram, U. Sajja, C. Secli, S. Niranjan (2013), Optimization of bearing 
lengths in aluminum extrusion dies, Published by Elsevier. 
[54] Milan terčelj, Radomir turk, Goran kugler, Peterfajfar, P. Cvahte (2006), 
Measured temperatures on die bearing surface in aluminium hot extrusion, 
Materials and Geoenvironment, Vol. 53, No. 2, pp. 163-173. 
[55] Wojciech Z. Misiolek, Richard M. Kelly (2005), Extrusion of Aluminum Alloys, 
ASM Handbook, Volume 14A: Metalworking: Bulk Forming. 
[56] Padmanathan Kathirgamanathan (2013), Parameter Optimization Of The 
Process Of AA6xxx and AA7xxx series Aluminium Extrusion, PhD thesis 
Auckland University of technology, Auckland New Zealand. 
[57] Per Thomas Moe (2005), Pressure and Strain Measurement During Hot 
Extrusion of Aluminium, PhD thesis Norwegian University of Science and 
Technology. 
[58] Pradip K. Saha (2000), Aluminum Extrusion Technology, ASM International 
Materials Park, Ohio. 
[59] S.Z. Qamar, T. Pervez, R.A. Siddiqui, A. K. Sheikh, A.F.M. Arif (2007), 
126 
Sensitivity analysis in life prediction of extrusion dies, Journal of Achievements 
in Materials and Manufacturing Engineering. 
[60] Sayyad Zahid Qamar, Anwar Khalil Sheikh, Tasneem Pervez, Abul Fazal M. 
Arif (2011), Using Monte Carlo Simulation for Prediction of Tool Life, 
Applications of Monte Carlo Method in Science and Engineering. 
[61] Ratnakar Das, U. S. Dixit, S. Deb (2012), Effect of Extrusion Ratio and 
Lubrication on Hardness and surface Roughness in multi-hole Extrusion, Journal 
of Manufacturing Technology Research. 
[62] Schuler (1998), Metal Forming Handbook, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 
[63] T. Sheppard (1999), Extrusion of aluminium Alloys, Springer Science & 
Business Media Dordrecht Originally. 
[64] Sofia Hansson (2006), Simulation of Stainless Steel Tube Extrusion, Luleå 
University of Technology, Luleå, Sweden. 
[65] Sripada Shivananda (1998), Virtual Manufacturing on the Web: Extrusion Die 
Design, A Thesis Presented to Ohio University. 
[66] Tomislav R. Marinković, Velibor J. Marinković (2004), Determination of the 
working Pressure For Hollow Al-Profiles Extrusion in Half-Sunk Bridge Tools, 
Facta Universitatis Series: Mechanical Engineering Vol. 2, No 1. 
[67] Xiao Ma (2011), Surface Quality of Aluminium Extrusion Products, PhD Thesis, 
University of Twente, Enschede, the Netherlands. 
[68] Yan Xu (2011), Numerical Modeling of Extrusion Welding in Magnesium 
Alloys, Lehigh University. 
[69] YuanYuan Geng (2011), Microstructure Evolution During Extrusion of AA3xxx 
Aluminum Alloys, PhD Thesis, University of British Columbia. 
[70] Zhi Peng, Terry Sheppard (2005), Effect of die pockets on multi-hole die 
extrusion, Materials Science and Engineering A 407, 89–97. 
127 
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 
1. Nguyễn Trọng Mai, Trần Đức Quý, Phạm Văn Nghệ, „„Nghiên cứu thiết kế 
khuôn ép chảy thanh hợp kim nhôm cho sản phẩm có biên dạng phức tạp‟‟, Hội 
nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về Cơ khí - Động lực 2016, tập 1, trang 
451, ISBN:978-604-95-0040-4. 
2. Nguyễn Trọng Mai, Trần Đức Quý, Phạm Văn Nghệ, „„Phương pháp cân 
bằng dòng chảy kim loại trong khuôn ép chảy thanh hợp kim nhôm‟‟, Tạp chí 
KHCN Trƣờng Đại học Công nghiệp Hà nội, Số 38/2017, trang 248, ISSN 
1859-3585. 
3. Nguyễn Trọng Mai, Trần Đức Quý, Phạm Văn Nghệ, Nguyễn Văn Thành, 
„„Khảo sát ảnh hưởng của chế độ ép đến áp lực ép khi ép chảy thanh hợp kim 
nhôm”, Tạp chí KHCN Trƣờng Đại học Công nghiệp Hà nội, Số 47/2018, 
trang 13, ISSN 1859-3585. 
4. Nguyễn Trọng Mai, Trần Đức Quý, Phạm Văn Nghệ, „„Nghiên cứu ảnh hưởng 
của độ dài thành cửa khuôn đến độ nhám bề mặt sản phẩm và áp lực ép khi ép 
chảy thanh hợp kim nhôm‟‟, Hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về Cơ 
khí lần thứ V – VCME 2018, trang 263, ISBN: 978-604-67-1103-2. 
5. Nguyen Trong Mai, Do Duc Trung, Tran Duc Quy, Pham Van Nghe, 
„„Determining the ram speed and billet temperature to ensure two indicators of 
surface roughness and extrusion pressure when extruding aluminum alloy”, 
Springer Nature Switzerland, 2018, trang 253. (scopus). 
6. Nguyễn Văn Thiện, Nguyễn Trọng Mai, Hoàng Tiến Dũng, Nguyễn Tuấn 
Linh, Lê Ngọc Duy, “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống thí nghiệm ép chảy 
thuận hợp kim nhôm sử dụng nguồn động lực máy kéo nén”, Tạp chí KHCN 
Trƣờng Đại học Công nghiệp Hà nội, Tập 56 – Số 2/2020, trang 67. 
7. Nguyễn Trọng Mai, Trần Đức Quý, Phạm Văn Nghệ, “Nghiên cứu ảnh hưởng 
của chế độ ép và độ dài cửa khuôn đến độ nhám bề mặt sản phẩm ép chảy 
thanh hợp kim nhôm”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số 9/2020, trang 71. 
128 
PHỤ LỤC 
1. Kết quả mô phỏng kiểm tra sản phẩm khi thay đổi độ dài cửa khuôn L/b (bảng 4.5) 
Hình P1. Độ dài cửa khuôn L/b≈0 
Hình P2. Độ dài cửa khuôn L/b = 1 (L = 5 mm) 
Hình P3. Độ dài cửa khuôn L/b = 2 (L = 10 mm) 
129 
Hình P4. Độ dài cửa khuôn L/b = 3 (L = 15 mm) 
Hình P5. Độ dài cửa khuôn L/b = 4 (L = 20 mm) 
130 
2. Kết quả mô phỏng kiểm tra sản phẩm khi thay đổi Vep, Tp theo bảng 4.6 
Hình P6. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 4 mm/s, Tp = 420
0
C 
Hình P7. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 6 mm/s, Tp = 420
0
C 
Hình P8. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 4 mm/s, Tp = 470
0
C 
131 
Hình P9. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 6 mm/s, Tp = 470
0
C 
Hình P10. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 5 mm/s, Tp = 445
0
C 
Hình P11. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 5 mm/s, Tp = 445
0
C 
132 
3. Kết quả mô phỏng kiểm tra sản phẩm khi thay đổi Vep, Tp, L/b theo bảng 4.9 
Hình P12. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 5 mm/s, Tp = 420
0
C, L/b = 1 
Hình P13. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 6 mm/s, Tp = 420
0
C, L/b = 1 
Hình P14. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 4 mm/s, Tp = 470
0
C, L/b = 1 
133 
Hình P15. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 6 mm/s, Tp = 470
0
C, L/b = 1 
Hình P16. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 4 mm/s, Tp = 420
0
C, L/b = 3 
Hình P17. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 6 mm/s, Tp = 420
0
C, L/b = 3 
134 
Hình P18. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 4 mm/s, Tp = 470
0
C, L/b = 3 
Hình P19. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 6 mm/s, Tp = 470
0
C, L/b = 3 
Hình P20. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 5 mm/s, Tp = 445
0
C, L/b = 2 
135 
Hình P21. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 5 mm/s, Tp = 445
0
C, L/b = 2 
Hình P22. Hình ảnh ép thử sản phẩm với Vep = 5 mm/s, Tp = 445
0
C, L/b = 2