Analiza zużycia wkładek do spęczania podczas kucia w warunkach przemysłowych. Wear analysis of upsetting inserts during forging under industrial conditions.
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2016, Vol 27, Issue 1
Abstract
Intensywność zużycia narzędzi w procesach kucia na gorąco zależy głównie od warunków procesu oraz od materiału narzędzi. Duża ilość i różnorodność czynników wpływających na trwałość matryc oraz ich wzajemne oddziaływanie powoduje, że zagadnienie to jest bardzo trudne do analizy. W pracy opisano zjawiska zachodzące na powierzchni matryc do spęczania swobodnego na gorąco. Na skutek długotrwałej pracy narzędzia, niezależnie od ilości wytworzonych odkuwek, najbardziej intensywne zużycie zachodzi w miejscu najdłuższego kontaktu z kutym materiałem. Przeprowadzono analizę wymiarów za pomocą skanowania powierzchni roboczych narzędzi. Następnie z każdej matrycy pobrano wycinek do badań. Wybrane zostały charakterystyczne obszary na rozwinięciu profilu narzędzia wzdłuż promienia. W obszarach tych wykonano pomiar twardości oraz dokonano obserwacji mikrostruktury w warstwie wierzchniej, a także zmian powierzchni przy użyciu mikroskopu skaningowego. Niebezpiecznym sposobem zużycia narzędzi podczas kucia na gorąco jest odkształcenie plastyczne oraz zmęczenie cieplno-mechaniczne, które prowadzi do powstania małych pęknięć. Dalszy ich rozwój, uwarunkowany parametrami procesu, interakcją między matrycą a odkuwką, prędkością płynięcia materiału, prowadzi najczęściej do powstania wtórnej siatki pęknięć na całej powierzchni kontaktu. W świetle badań, ogólnie przyjęty pogląd, że dominującym mechanizmem zniszczenia matryc w procesie kucia na gorąco jest zużycie ścierne, jest dyskusyjny. Wykazano, że mechanizmy takie, jak: cieplno-mechaniczne pękanie, zużycie ścierne oraz odkształcenia plastyczne występują równocześnie od samego początku procesu i mogą być (w danych warunkach) mniej lub bardziej intensywne. The intensity of tool wear in hot forging processes mainly depends on the conditions of the process and on the material from which a tool is made. The large number and variety of factors having an impact on die lifetime and their mutual interaction makes this a problem that is very difficult to analyze. This paper describes phenomena occurring on the surface of dies for hot open die upset forging. As an effect of long-term tool work, regardless of the number of produced forgings, the most intensive wear takes place at the point of longest contact with the forged material. Analysis of dimensions was conducted by scanning of tools’ working surfaces. Next, a slice was collected for testing from each die. Characteristic areas were selected on the development of the tool’s profile along its radius. Hardness measurement was performed in these areas, and the microstructure in the surface layer and changes in the surface were examined under a scanning electron microscope. Plastic deformation and thermomechanical fatigue are dangerous tool wear mechanisms during hot forging, which lead to the formation of small cracks. The further development of these cracks, conditioned by process parameters, interaction between the die and forging, and material flow rate, most often leads to the formation of a secondary network of cracks on the entire contact surface. In light of this study, the generally accepted view that the dominant mechanism of die destruction in hot forging processes is abrasive wear is called into question. It is shown that mechanisms such as: thermomechanical cracking, abrasive wear, and plastic deformations occur simultaneously from the very beginning of the process and may be (under specific conditions) of greater or lesser intensity.
Authors and Affiliations
Zbigniew Gronostajski, Marcin Kaszuba, Maciej Zwierzchowski, Sławomir Polak, Bartłomiej Nowak
Keywords
Related Articles
- EP ID EP493391
- DOI -
- Views 37
- Downloads 0
Fizyczne modelowanie plastycznego płynięcia w procesie wyciskania metodą KOBO z użyciem matryc o różnej geometrii. Physical modeling of plastic flow in the KOBO extrusion process using dies of different geometry
W pracy zaprezentowano wyniki badań efektów wyciskania będących podstawą fizycznego modelowania płynięcia w warunkach procesu KOBO pozwalających na określenie wpływu rodzaju matryc o różnych parametrach geometrycznych na...
Wpływ regulowanego azotowania gazowego na właściwości wytrzymałościowe materiałów spiekanych. The influence of regulated gas nitriding on strength properties of sintered materials.
Rynek odbiorców materiałów spiekanych na bazie żelaza ciągle się rozszerza. Zazwyczaj części spiekane z powodzeniem zastępują elementy produkowane dotychczas metodą odlewania, kucia lub obróbki ubytkowej. Głównym odbiorc...
Warstwy ochronne na bazie metali wysokotopliwych wytwarzane techniką natryskiwania cieplnego. Protective coatings made of refractory metals by thermal spraying technique.
W pracy zaprezentowano nowe warstwy stopowe na bazie molibdenu o wysokiej zawartości renu, przeznaczone do zwiększania odporności korozyjnej elementów ceramicznych/cermetalicznych na działanie ciekłego szkła. Wytworzenie...
Struktura i własności mechaniczne prętów ze stopu AA7010 w stanach O i T6. The structure and mechanical properties of AA7010 alloy rods in the O and T6 tempers
Wyciskane na gorąco pręty ze stopu aluminium AlZn6,43Mg2,23Cu1,78 (AA7010) poddano, kolejno, odkształceniu drogą ciągnienia, wyżarzaniu na stan miękki (O) oraz procesowi utwardzania wydzieleniowego na stan T6. Próbki cią...
Mikrostruktura i właściwości węglików spiekanych WC-6Co wytwarzanych metodą spiekania iskrowo-plazmowego (SPS). Microstructure and properties of spark plasma sintered WC-6Co cemented carbides
Węgliki spiekane stanowią główną grupę materiałów narzędziowych, co wynika z ich dobrych właściwości skrawnych i wytrzymałościowych. Do wytwarzania węglików spiekanych stosowane są metody metalurgii proszków, spośród któ...