Trwałość narzędzi w procesach kucia. Tool lifetime in forging processes.
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2015, Vol 26, Issue 3
Abstract
W artykule omówiono najważniejsze mechanizmy niszczące narzędzia w procesach kucia, takie jak: zużycie ścierne, zmęczenie cieplno-mechaniczne, odkształcenie plastyczne, pękanie zmęczeniowe, zużycie adhezyjne i utlenianie. Wykazano, że intensywność zużycia zmienia się wraz ze zmianą parametrów procesu lub miejsca na narzędziu, co jest zdeterminowane przez czas kontaktu pomiędzy matrycą i odkuwką oraz zmianami temperatury. Natomiast w literaturze wymienione zjawiska na ogół analizowane są oddzielnie i nie ma dokładnego opisu fizycznego procesu zużycia, uwzględniającego wszystkie zjawiska jednocześnie, jak ma to miejsce w rzeczywistości. Na podstawie analizy mechanizmów niszczących oraz warunków pracy narzędzi w procesach kucia na półgorąco i na gorąco, wyodrębniono trzy grupy czynników wpływających na trwałość narzędzi kuźniczych. Czynniki te związane są z narzędziem (rodzaj materiału, technologia wykonania, kształt, konstrukcja, jakość wykonania), z odkuwką (rodzaj materiału, kształt, temperatura początkowa przedkuwki, jakość powierzchni, tolerancja wymiarowa) oraz z eksploatacją (parametry procesu kucia, rodzaj maszyny, zastosowana technologia kucia). Omówiono również metodę poprawy trwałości narzędzi ze szczególnym uwzględnieniem technologii wykonania warstwy wierzchniej, gdzie obecnie duże perspektywy stwarzają metody hybrydowe obróbki powierzchniowej, polegające na zastosowaniu dwóch lub więcej technik inżynierii powierzchni w jednym procesie technologicznym. Najczęściej stosowanymi warstwami hybrydowymi są warstwy typu warstwa azotowana/powłoka PVD lub CVD. Dzięki połączeniu i wzajemnemu oddziaływaniu różnych technologii można uzyskać właściwości warstwy wierzchniej nieosiągalne przy zastosowaniu tych technik oddzielnie. This article discusses the most important mechanisms of tool destruction in forging processes, such as: abrasive wear, thermomechanical fatigue, plastic deformation, fatigue cracking, adhesive wear, and oxidation. It is shown that the intensity of wear changes when process parameters or the location on the tool change, which is determined by the time of contact between the die and forging as well as by temperature changes. The aforementioned phenomena are generally analyzed separately in the literature, and there is no precise physical description of the wear process that accounts for all of these phenomena simultaneously, just as they occur in reality. Based on analysis of destructive mechanisms and tool working conditions in semi-hot and hot forging processes, three groups of factors with an influence on the lifetime of forging tools were distinguished. These factors are related to the tool (type of material, manufacturing technology, shape, design, quality of workmanship), to the forging (type of material, shape, initial preform temperature, surface quality, dimensional tolerance) and to the forging process (forging process parameters, machine type, applied forging technology). A method for improving tool lifetime is also discussed, with particular emphasis on technology for forming the surface layer, where hybrid surface methods based on the application of two or more surface engineering techniques in one technological process are currently creating many new possibilities. The most commonly applied hybrid layers are nitrided layer/PVD or CVD coating. Thanks to the combination and reciprocal interaction of different technologies, properties of the surface layer that are not attainable when these techniques are applied separately can be achieved.
Authors and Affiliations
Zbigniew Gronostajski, Marcin Kaszuba, Marek Hawryluk, Bartłomiej Nowak
Keywords
Related Articles
- EP ID EP521260
- DOI -
- Views 19
- Downloads 0
Wpływ zmęczenia cieplnego na udarność stali narzędziowej do pracy na gorąco Orvar Supreme
W artykule przedstawiono wyniki badań zmęczenia cieplnego stali do pracy na gorąco Orvar Supreme (odpowiednik stali WCLV) na stanowisku badawczym zaprojektowanym w Instytucie Obróbki Plastycznej. Stanowisko składało się...
Korozja elektrochemiczna drutów stosowanych w chirurgii twarzowo-szczękowej. Electrochemical corrosion of wires used in maxillo-facial surgery.
Celem zrealizowanych badań była ocena odporności na korozję elektrochemiczną drutów wykonanych ze stali nierdzewnej X2CrNiMo 17-12-2 przeznaczonych dla chirurgii twarzowo-szczękowej. Dokonano oceny wpływu odkształcenia w...
Wpływ temperatury i prędkości odkształcania na naprężenie uplastyczniające blach ze stopu magnezu AZ31. Effect of temperature and strain rate on flow stress of AZ31 magnesium alloy sheets
Praca dotyczy badań właściwości mechanicznych jednego ze stopów magnezu, który ze względu na jego mały ciężar właściwy jest coraz częściej wykorzystywany w przemyśle motoryzacyjnym, w celu obniżenia masy elementów konstr...
Ocena powstawania pęknięć na powierzchni obudowy filtra paliwa gazowego. Evaluation of cracking on the surface of gas fuel filter housing.
Celem kształtowania wyrobów metodami obróbki plastycznej jest nadanie materiałowi żądanego kształtu przez wywołanie w nim odpowiednich odkształceń plastycznych materiału bez naruszenia spójności materiału. Kształtowanie...
Kształtowanie elementów cienkościennych z zastosowaniem strefowego podgrzewania laserowego. Shaping thin-walled elements using zone laser heating
Dotychczasowy sposób wytwarzania wyrobów w postaci dyfuzorów o zmiennym przekroju polega na tłoczeniu na prasie dwóch odpowiednio ukształtowanych wytłoczek, a następnie ich spawaniu. W efekcie powstaje detal łączony w dw...