Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 132

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 7 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  nagniatanie
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 7 next fast forward last
EN
This paper deals with the issue of operating damage of combustion engine valves. It presents an innovative way and construction of a tool for strengthening piston engine valves by way of surface working. It presents the concept of machines for comprehensive surface working and for profiling the faces of combustion engine valves. It also includes the discussion of the methodology of working.
EN
The burnishing process can replace machining, for example: reaming, boring, grinding, honing and lapping. The choice of the burnishing method depends mainly on the material of the element and the number of workpieces. Technological and economic conditions are also important. The article presents the impact of burnishing broaching sliding on the steel sleeves technological quality of the surface layer on its inner surface. It is important that after finishing the surface obtains the least roughness. This significantly reduces the ability to destroy the inner layer of the sleeve during the flow of corrosive agents.
PL
Proces nagniatania może zastąpić obróbkę, na przykład: rozwiercanie, wytaczanie, szlifowanie, gładzenie i docieranie. Wybór metody nagniatania zależy głównie od materiału elementu i liczby przedmiotów obrabianych. Ważne są także warunki technologiczne i ekonomiczne. W artykule przedstawiono wpływ nagniatania tulei stalowych na jakość technologiczną warstwy wierzchniej powierzchni. Istotnym jest aby po obróbce wykończeniowej powierzchnia uzyskiwała jak najmniejszą chropowatość. Wpływa to w znaczny sposób na obniżenie zdolności do niszczenia warstwy wewnętrznej tulei w trakcie przepływu czynników korozyjnych.
3
Content available remote Aspects of utilizing burnishing for reconditioning machine components
EN
The paper presents exemplary application of burnishing treatment as a technological process of reconditioning machine components. Empirical research of burnishing treatment was conducted on the most common cylindrical surfaces which are widely used in machine construction, for example in drive shafts of centrifugal pumps. Experimental tests were carried out and determined the influence of burnishing technology on strengthening the surface layer of cylindrical samples made of unalloyed C45stainless steel. Burnishing was conducted by means of NK-01 roller burnisher, made in the Department of Marine Maintenance at Gdynia Maritime University. The burnishing is normally applied in manufacturing as well as reconditioning machine elements used in machine industry, metallurgic industry, power engineering industry or shipping and aviation industry where the safety and reliability of machine work is decisive.
PL
W pracy przedstawiono przykładowe wykorzystanie obróbki nagniataniem jako proces technologiczny regeneracji elementów maszyn. Wykonano badania doświadczalne obróbki nagniataniem typowych powierzchni walcowych, które są szeroko stosowane w budowie maszyn, np. na wały napędowe pomp odśrodkowych. Przeprowadzono próby eksperymentalne i określono wpływ nagniatania na umocnienie warstwy wierzchniej próbek walcowych wykonanych ze stali niestopowej C45. Nagniatanie wykonano za pomocą nagniataka krążkowego z dociskiem sztywnym NK-01 wykonanego w Katedrze Materiałów Okrętowych i Technologii Remontów na Wydziale Mechanicznym Uniwersytetu Morskiego w Gdyni. Nagniatanie ma zastosowanie do wytwarzania, jak i do regeneracji elementów maszyn stosowanych w przemyśle maszynowym, metalurgicznym, energetycznym, lotniczym i okrętowym, w których to bezpieczeństwo i niezawodność pracy maszyn są strategiczne.
EN
The quality of the surface of wooden elements that have been turned and burnished has got a crucial meaning in the whole production process flow, since the obtained effects affect the quality of the wooden surface after finishing (coating, painting). In the paper, selected results of the investigation of the effect of the burnishing process on the surface quality of the elements after turning are presented. Research experiments were conducted on a lathe with a slide diamond burnisher and active (loading) forces: 30 N, 50 N, and 70 N. The elements under treatment were of great maple (Acer pseudoplatanus L.). The following report presents measuring results of the surface layer condition as well as some profile samples, and dimensional and geometrical deviations analysis.
PL
Jakość powierzchni elementów drewnianych, które zostały toczone i nagniatane, ma decydujące znaczenie w całym procesie produkcji, ponieważ uzyskane efekty wpływają na jakość drewnianych powierzchni po obróbce finalnej (powlekaniu, malowaniu). W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań wpływu procesu nagniatania na jakość powierzchni elementów po toczeniu. Eksperymenty badawcze przeprowadzono na tokarce diamentowym narzędziem nagniatającym dla sił: 30 N; 50 N i 70 N. Obrabiane elementy wykonane były z drewna jaworowego (Acer pseudoplatanus L.). Poniższy raport przedstawia wyniki pomiarów stanu warstwy wierzchniej, a także analizy wybranych profili, odchyłek wymiarowych i geometrycznych.
EN
The experiments were carried out using a block-on-ring tester. The block samples made from bronze CuSn10P of 138 HB hardness were burnished to obtain surfaces with circular oil pockets. Rings were made from 42CrMo4 steel of hardness 40 HRC. Friction tests were conducted at a constant normal load of 900 N. Tests were carried out at increasing sliding speeds of the range 0.08 – 0.82 m/s, starting from the lowest speed. The every speed was maintained for two minutes. The tested assembly was inserted in the reservoir of mineral oil L-AN 46. It was found that the dimple presence on block surface reduced the friction coefficient substantially compared to non- extured turned surfaces. The area density of dimples smaller than 15% (particularly 4.5% and 6%) was beneficial.
PL
Przeprowadzono badania tribologiczne w układzie rolka-klocek. Powierzchnie klocka (wycinka pierścienia) z brązu CuSn10P o twardości 138 HB zawierały sferyczne kieszenie smarowe uzyskane metodą wygniatania. Rolki wykonano ze stali 42CrMo4 o twardości 40 HRC. Badania tribologiczne przeprowadzono przy stałym obciążeniu normalnym wynoszącym 900 N i zwiększającej się prędkości ślizgania w zakresie 0,08–0,82 m/s, utrzymywanej w czasie dwóch minut. Skojarzenie trące smarowano olejem L-AN 46 znajdującym się w zbiorniku. Stwierdzono, że teksturowanie powierzchni klocka spowodowało istotne zmniejszenie oporów tarcia w porównaniu z parą cierną zawierającą gładkie powierzchnie, szczególnie przy niewielkich stopniach pokrycia wgłębieniami (4,5 i 6%).
6
Content available remote Modelowanie powstawania naprężeń w warstwie wierzchniej
PL
Przedstawiono przebieg symulacji komputerowej stanu naprężeń występujących w strefie kontaktu przy oddziaływaniu odkształceń mechaniczno-cieplnych wywołanych procesem nagniatania. Wyniki opracowano w programie I-DEAS Master Series firmy SDRC z Milford.
EN
The computer simulation of the state of stress occurring in the contact zone during the influence of mechanical and caulking deformations caused by the process of burnishing was presented. The simulation results were based on the I-DEAS Master Series from SDRC from Milford.
EN
The article presents the results of studies on the formation of residual stresses due to finish burnishing. Improper state of stresses may arise when, seeking higher dimension and shape accuracy, smaller roughness, or improved plateau area, the production engineer is willing to apply high and very high burnishing forces Fb. Plastic deformations in roughness created by burnishing can be easily measured with modern profilometers. However, each finish burnishing cut is accompanied by a state of stresses, some of which are residual stresses that remain in the item after machining. Excessively high stresses during the use of products are often causes of the cracking and flaking of surface fragments [1, 2]. One of most accurate methods for the evaluation of residual stresses after burnishing is their modelling taking into account the mechanical properties of material and technological parameter values used in the course of machining. The authors discuss the method of developing an experimental model, its testing, and verification of the results.
PL
W artykule zaprezentowano wyniki badań nad konstytuowaniem stanu naprężeń trwałych w skutek gładkościowego nagniatania. Nieodpowiedni stan naprężeń może powstać podczas sytuacji, w której dążąc do uzyskania coraz wyższej dokładności wymiarowo-kształtowej, mniejszej chropowatości czy też polepszenia nośności powierzchni technolog skłonny jest w zabiegu nagniatania stosować wysokie i bardzo wysokie siły nagniatania Fb. Deformacje plastyczne chropowatości powstałe wskutek nagniatania łatwo można zmierzyć, korzystając ze współczesnych profilometrów. Jednak każdemu zabiegowi nagniatania gładkościowego towarzyszy pewien stan naprężeń, z których część w formie naprężeń trwałych pozostaje w przedmiocie po zakończeniu procesu obróbki. Naprężenia trwałe o zbyt wysokiej wartości w trakcie eksploatacji wyrobów są często źródłem pękania i łuszczenia się fragmentów powierzchni [1, 2]. Jedną z dokładniejszych metod oceny stanu naprężeń trwałych po nagniataniu jest ich modelowanie przy uwzględnieniu własności mechanicznych materiału i wartości parametrów technologicznych stosowanych w trakcie obróbki. O sposobie przygotowania modelu doświadczalnego, jego badaniach i weryfikacji uzyskanych wyników autorzy dokładniej piszą w dalszej części artykułu.
EN
Throughout planning of technological process of manufacturing or regenerating machine components, the method of burnishing, the machining conditions, the shape and number of burners should be selected. The choice of static pressure conditions during burnishing process is dependent on how the pressure components are applied to the workpiece surface, which can be elastic or rigid. The reliability of working machine and equipment is very important in the engineering, power, metallurgical or marine industries. For example, on a ship during a cruise, are made repairs of individual components of the ship’s machinery. Often are regenerated external cylindrical surfaces (e.g. shaft seals of seawater pumps), for this purpose can be proposed burnishing process can be proposed as a finishing, which enables to obtain the technological quality requirements of the products surface layer. The effect of technological conditions of burnishing process on the degree of relative strain hardening and surface roughness reduction ratio were presented. The burnishing process carried out for duplex cast steels series GX2CrNiMoCuN25–6–3–3. The use of duplex cast steel burnishing process is a novelty technology. The experimental investigation were obtained in the surface layer increase in hardness and the material ratio curve a convex shaped, which, taking into account the load capacity of the surface will be directly affected by its resistance to wear and corrosion. The experimental research by application of the burnishing process were made in the Laboratory of Production Engineering of the Department of Marine Maintenance. After the studies it was found that the hardness of the surface layer and the roughness of the shaft necks an important influenced by technological parameters of processing (the recommended parameters: burnishing speed vn = 70 m/min; feed rate fn = 0.2 mm/rev; depth of burnishing an = 1.0 mm; number of machining passes i = 2). The aim of applying burnishing may be, for example, the need to increase surface smoothness and dimensional accuracy of part.
PL
Celem pracy było wyznaczenie wpływu parametrów obróbki plastycznej przez nagniatanie na zmianę współczynnika zmniejszenia chropowatości powierzchni i względnego stopnia umocnienia warstwy wierzchniej staliwa typu dupleks. W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych nagniatania staliwa typu dupleks w gatunku GX2CrNiMoCuN25–6–3–3. Nagniatanie czopów wałów przeprowadzono z wykorzystaniem nagniataka krążkowego (NK-01). Po przeprowadzonych badaniach eksperymentalnych określono, że występuje wzrost stopnia umocnienia, następuje zmniejszenie chropowatości, a krzywa udziału materiałowego ma kształt wypukły, co, biorąc pod uwagę nośność powierzchni, wpływa bezpośrednio na jej odporność na zużywanie ścierne i korozyjne. Stwierdzono, że na twardość warstwy wierzchniej oraz chropowatość zewnętrznych powierzchni walcowych mają wpływ parametry technologiczne: posuw nagniatania, dosuw nagniataka, prędkość nagniatania i liczba przejść obróbkowych.
EN
The article deals with computer-based modeling of burnishing a surface previously milled with a spherical cutter. This method of milling leaves traces, mainly asperities caused by the cutting crossfeed and cutter diameter. The burnishing process – surface plastic treatment – is accompanied by phenomena that take place right in the burnishing ballmilled surface contact zone. The authors present the method for preparing a finite element model and the methodology of tests for the assessment of height parameters of a surface geometrical structure (SGS). In the physical model the workpieces had a cuboidal shape and these dimensions: (width × height × length) 2×1×4.5 mm. As in the process of burnishing a cuboidal workpiece is affected by plastic deformations, the nonlinearities of the milled item were taken into account. The physical model of the process assumed that the burnishing ball would be rolled perpendicularly to milling cutter linear traces. The model tests included the application of three different burnishing forces: 250 N, 500 N and 1000 N. The process modeling featured the contact and pressing of a ball into the workpiece surface till the desired force was attained, then the burnishing ball was rolled along the surface section of 2 mm, and the burnishing force was gradually reduced till the ball left the contact zone. While rolling, the burnishing ball turned by a 23° angle. The cumulative diagrams depict plastic deformations of the modeled surfaces after milling and burnishing with defined force values. The roughness of idealized milled surface was calculated for the physical model under consideration, i.e. in an elementary section between profile peaks spaced at intervals of crossfeed passes, where the milling feed fwm = 0.5 mm. Also, asperities after burnishing were calculated for the same section. The differences of the obtained values fall below 20% of mean values recorded during empirical experiments. The adopted simplification in aftermilling SGS modeling enables substantial acceleration of the computing process. There is a visible reduction of the Ra parameter value for milled and burnished surfaces as the burnishing force rises. The tests determined an optimal burnishing force at a level of 500 N (lowest Ra = 0.24 μm). Further increase in the value of burnishing force turned out not to affect the surface roughness, which is consistent with the results obtained from experimental studies.
PL
W artykule przedstawiono komputerowe modelowanie nagniatana powierzchni frezowanej frezem kulistym. Taka metoda frezowania pozostawia ślady, gdzie dominują nierówności wynikające z posuwu wierszowania i średnicy freza. Procesowi nagniatania (obróbce plastycznej powierzchni) towarzyszą zjawiska zachodzące bezpośrednio w strefie kontaktu kulki nagniatającej z powierzchnią frezowaną. Zaprezentowano sposób przygotowania modelu MES i metodykę badań służących ocenie wartości wysokościowych parametrów Struktury Geometrycznej Powierzchni (SGP). W przygotowanym modelu fizycznym, próbki miały kształt prostopadłościanu o wymiarach: 2×1×4,5 mm (szerokość × wysokość × długość). Ponieważ w trakcie nagniatania w prostopadłościennej próbce występują odkształcenia plastyczne, uwzględniono nieliniowości materiału próbki frezowanej. Model fizyczny procesu zakładał również odtaczanie kulki nagniatającej w kierunku prostopadłym do śladów pozostawionych przez frez. W badaniach modelowych przyjęto trzy różne wartości siły nagniatania wynoszące odpowiednio 250 N, 500 N i 1000 N. Modelowanie procesu obejmowało, kontakt i wciskanie kulki w powierzchnię próbki do osiągnięcia wartości żądanej siły nagniatania a następnie rozpoczęcie odtaczania kulki nagniatającej po powierzchni na odcinku 2 mm, następnie stopniowo zmniejszano wartość siły nagniatania aż do wyjścia kuli ze strefy kontaktu. Podczas odtaczania kula nagniatające obracała się o kąt 23°. Przedstawiono zbiorcze wykresy deformacji plastycznych modelowanych powierzchni po frezowaniu i nagniataniu wybranymi wartościami sił. Obliczono chropowatość idealizowanej powierzchni frezowanej w rozważanym modelu fizycznym, na odcinku elementarnym pomiędzy szczytami profilu odległymi o odległość posuwu wierszowania przy frezowaniu fwm = 0,5 mm. Na tym samym odcinku obliczono chropowatości po nagniataniu. Różnice otrzymanych wartości mieszczą się poniżej 20% zarejestrowanych wartości średnich w trakcie badań doświadczalnych. Przyjęte uproszczenie w modelowaniu SGP po frezowaniu pozwala na znaczne przyśpieszenie procesu obliczeniowego. Widoczne jest obniżenie się wartości parametru Ra dla modelowanych powierzchni po frezowaniu i nagniataniu wraz ze wzrostem siły nagniatania. W badaniach otrzymano optimum siły nagniatania przy wartości wynoszącej 500 N (najniższa wartość Ra = 0,24 μm), dalsze zwiększanie wartości siły nagniatania nie powoduje zmniejszania się wartości chropowatości powierzchni, co jest zgodne z wynikami otrzymanymi w trakcie prowadzonych badań doświadczalnych.
10
Content available remote Modeling of burnishing thermally toughened X42CrMo4 steel with a ceramic ZrO2 ball
EN
Modeling of burnishing steel objects made of X42CrMo4 steel with a ceramic ZrO2 ball has been a substantial part of research into modeling of burnishing operations. The industrial sector has shown much attention to burnishing injection molds, matrices and press tools. When combined with milling, burnishing is able to produce very good parameters of surface roughness [1–6]. Some authors [2–5] demonstrated a close link between roughness parameters after burnishing and the surface shape obtained after milling. The synergy effect of combined milling and burnishing and its parameter identification issues were discussed at length in [2]. In most cases [1–6], the optimal technological parameters of machining operations are determined in experimental investigations. The present paper shows the method of developing and validating an FEM model. It can be used to identify the effect of milling and burnishing parameters on stress in the surface layer and plastic deformations of surface geometry of the work piece without having to conduct expensive and time-consuming experiments. The model can be used to preselect machining parameters to produce injection molds, matrices and press tools.
PL
W pracy przedstawiono analizę stanu warstwy wierzchniej po laserowym stopowaniu stali Stellitem 6 oraz obróbce hybrydowej łączącej laserowe stopowaniem z obróbką nagniataniem. Obróbka hybrydowa prowadzona była na stanowisku laserowym. Do realizacji procesu nagniatania powierzchni wykorzystano głowicę do nagniatania ślizgowego umożliwiającą obróbkę w podwyższonych temperaturach jak i na zimno. Ocenę efektów obróbki hybrydowej przeprowadzono na podstawie badań chropowatości, mikrostruktury, mikrotwardości oraz badań naprężeń własnych.
EN
The results of experiments on the application of the new hybrid method, which combines the laser alloying process with slide burnishing, were presented. Both treatments were performed on the laser stage in one operation. The experiments were done on carbon steel alloyed with Stellite 6. The results of analysis of the surface roughness, microstructure, microhardness and residual stresses in surface layer after the laser alloying process and laser alloying combined with burnishing were presented.
PL
Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu nagniatania stali twardej (62 HRC) narzędziem ceramicznym (kulką) z dociskiem hydrostatycznym. Analizowano wpływ posuwu nagniatania oraz parametrów poprzedzającej obróbki toczeniem na twardo na stan powierzchni opisanej wybranymi parametrami chropowatości.
EN
Presented are results of an experimental research of burnishing handed steel by a ceramic ball with hydrostatic pressure. The influence of burnishing feed rate and hard turning parameters on the surface roughness is analysed.
13
PL
W artykule przedstawiono możliwości zmniejszenia energochłonności obróbki sekwencyjnej. Dokonano oceny efektywności energetycznej z uwzględnieniem wymaganej chropowatości powierzchni po dokładnym toczeniu i nagniataniu stali utwardzonej.
EN
The experimental study concerns the power consumption and surface roughness produced in a sequential machining process consisting of hard turning and ball burnishing operations under variable machining parameters. In particular, some machining routines including finish hard machining and both single and multi-pass ball burnishing of hard surfaces were performed and compared.
EN
Paper presents part of the research performed in order to optimization the methodology of surface texture evaluation of samples produced by medium milling and subsequent finish by roller burnishing. Tests related with influence of measurement areas selection on roughness parameters were performed. Research allows on evaluation of homogeneity of burnished samples surfaces.
PL
Artykuł przedstawia część badań mających na celu zoptymalizowanie metodyki oceny struktury geometrycznej powierzchni po obróbce sekwencyjnej frezowaniem i nagniataniem. Przeprowadzono badania związane z wpływem doboru obszaru pomiarowego na parametry chropowatości. Badania pozwoliły na ocenę jednorod-ności powierzchni próbek nagniatanych.
15
EN
New technology with sliding burnishing of holes with cylindrical surface, made of hardened steel (60 HRC), is presented in the paper. Burnishing process was applied with specially designed tools. These tools can be used in CNC lathes and machining centres. After burnishing operation on hole ø 30 mm in satellite gear wheel the surface roughness parameter Ra = 0,02-0,04 mm was obtained. The method and results of research as well as technological conclusions are presented.
PL
W artykule przedstawiono nową technologię otworów o gładkiej powierzchni, wykonanych w elementach maszyn ze stali hartowanej o twardości 60 HRC z zastosowaniem nagniatania ślizgowego. Obróbka wykończeniowa otworów odbywa się z użyciem specjalnych narzędzi nagniatających stosowanych na tokarkach CNC i centrach obróbkowych. Po nagniataniu otworu ø 30 mm w kole zębatym przekładni satelitarnej uzyskano powierzchnię o parametrze Ra = 0,02-0,04 mm. Podano przebieg i wyniki badań doświadczalnych oraz wnioski i zalecenia technologiczne.
EN
The method is based on a combination of previously used two separate operations namely machining and burnishing in a one complex operation implemented on a lathe. The application of such a complex machining operation on a single work station is a technological innovation with high economic efficiency. In one pass of special cutting-burnishing heads three processes: semi-finishing, finishing and strengthening by cold work are realized. In this way, the costly operations like, shafts grinding or holes honing can be eliminated. In the case of the proposed technology, e.g. in the production of hydraulic cylinders, machining time for piston rods and cylinders can be about 6 times shorter in relation to the conventional technology (with grinding or honing). Integrated machining with turning and burnishing is particularly effective and recommended for use on dedicated CNC machines with numerical control. Discs or rollers for generation of plastic deformation in the surface layer are placed in the back of the head. In the case of machining shafts and hydraulic cylinders of steel C45 is possible to obtain a surface roughness Ra= 0,16 – 0,32 micrometers, dimensional accuracy class 7-8 according to ISO standards, and increase in the hardness of the surface up to 40%.
PL
W pracy przedstawiono zintegrowaną metodę – jednoczesne toczenie (lub roztaczanie) i nagniatanie powierzchni cylindrycznych w jednej operacji na specjalizowanych tokarkach. Metodę cechuje duża efektywność – obróbka odbywa się w jednym przejściu roboczym specjalnych głowic skrawająco--nagniatających. Głowice wykonują jednocześnie obróbkę kształtującą i wykończeniową z jednoczesnym umocnieniem warstwy wierzchniej w wyniku plastycznego odkształcania. Obróbka może zastąpić szlifowanie długich wałów lub gładzenie (honowanie) głębokich otworów. Zalecana jest szczególnie w technologii tłoczysk i cylindrów hydraulicznych siłowników – czas obróbki ok. 6 razy krótszy w porównaniu do technologii tradycyjnej (ze szlifowaniem lub honowaniem). Opisane konstrukcje głowic skrawająco-nagniatających zostały sprawdzone w badaniach laboratoryjnych i przemysłowych na tłoczyskach i cylindrach hydraulicznych siłowników wykonanych ze stali C45. Uzyskano chropowatość powierzchni – Ra w zakresie 0,16-0,32 μm i dokładność wykonania średnic w zakresie 7-8 klasy wg ISO. Twardość warstwy wierzchniej zwiększyła się po nagniataniu o ok. 40%.
EN
In this study the process of burnishing rolling is considered as a geometrical and physical boundary and initial value problem, with unknown boundary conditions in the contact area. 3D dynamic explicit method for burnishing rolling process with taking into account surface roughness after turning (as previous treatment) under ANSYS environment were established. The analysis covered surfaces characterized by vertical angle of the asperities equal: 75°. The simulation results (i.e. surface deformation, states of strain and stresses, material behavior) were evaluated. Numerical algorithms can be used for an assessment of the influence of the surface after previous treatment on the burnished product.
PL
W pracy proces nagniatania naporowego tocznego rozpatrzono jako geometrycznie i fizycznie nieliniowe zagadnienie brzegowo-początkowe, z nieznanymi warunkami brzegowymi w obszarze kontaktu. symulacje komputerowe 3D przeprowadzono, z zastosowaniem metody explicit w środowisku Ansys. Powierzchnie do nagniatania traktowano jako chropowate, przygotowane w obróbce poprzedzającej toczeniem. Analizą objęto powierzchnie charakteryzujące się kątem wierzchołkowym nierówności powierzchni O=75°. Uzyskane wyniki (deformacje, stany odkształceń i naprężeń) przedstawiono w postaci wykresów i map rozkładów.
PL
W pracy podjęto problematykę oddziaływania dwóch powszechnie stosowanych w praktyce przemysłowej obróbek wykończeniowych na właściwości narzędzi przeznaczonych do obróbki plastycznej na zimno. Określono wpływ nagniatania ślizgowego kompozytem diamentowym i azotowania gazowego na wybrane właściwości użytkowe typowych dla nowoczesnej technologii obróbki plastycznej stali narzędziowych Sverker 21 i Vanadis 6. Tematykę badań uzasadniono małymi kosztami proponowanej sekwencyjnej technologii wykończeniowej oraz wieloletnim doświadczeniem Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania (IZTW) w prowadzeniu badań nad procesem nagniatania ślizgowego kompozytem diamentowym. W pracy przedstawiono aktualny stan wiedzy dotyczący sekwencyjnych procesów obróbki powierzchniowej obejmujących proces deformacji plastycznej warstwy wierzchniej (WW) i azotowanie, dyfuzyjną obróbkę cieplno-chemiczną. W ramach optymalizacji procesu nagniatania przeprowadzono pomiary struktury geometrycznej powierzchni (SGP) próbek z badanych stali – określono wpływ nagniatania na mikrostrukturę warstwy wierzchniej. Przeprowadzono analizę mikrostruktury i składu chemicznego składników strukturalnych w badanych warstwach osobno po toczeniu i azotowaniu oraz po obróbce sekwencyjnej toczenie-nagniatanie-azotowanie. Określono właściwości mikromechaniczne, takie jak moduł sprężystości i mikrotwardość na zgładach poprzecznych po przeprowadzonych procesach obróbki powierzchniowej. Badania przy użyciu mikroskopii XRD wraz z identyfikacją faz wykonano dla obu badanych stali, po obróbce cieplnej i po wybranych procesach obróbki powierzchniowej. Analiza obejmowała także wpływ obróbek na poziom naprężeń w warstwie przypowierzchniowej dla obu badanych stali poddanych czterem wariantom obróbki (toczenie, toczenie-nagniatanie, toczenie-azotowanie, toczenie-nagniatanie-azotowanie). Oceny właściwości użytkowych dokonano na podstawie badań tribologicznych metodą kula-tarcza (ang. ball-on-disc). Udowodniono, że oddziaływanie procesu nagniatania ślizgowego i azotowania gazowego sprzyja wzrostowi oraz ujednorodnieniu warstwy azotowanej, podnosi mikrotwardość warstw powierzchniowych badanych stali narzędziowych, zapewnia korzystny stan naprężeń ściskających i w efekcie podwyższa ich odporność na zużycie ścierne. Przedstawione w pracy wyniki wskazują na istnienie synergii procesów nagniatania ślizgowego i azotowania gazowego.
EN
The effects of the interaction of two commonly used industrial finishing treatments, slide diamond burnishing and gas nitriding, on two tool steels, Sverker 21 and Vanadis 6, are reported. The research topics was justified by the low costs of the proposed sequential finishing technologies and long experience of the Institute of Advanced Manufacturing Technology (IAMT) in slide diamond burnishing. The current state of knowledge concerning the combined surface treatment processes, including plastic deformation of the surface layer (SL) and thermochemical treatment are presented. In order to optimize the burnishing process, measurements of surface geometrical structure (SGP) of the steel samples were made to determine the effect of burnishing on the microstructure of SL. Analysis of the microstructure and chemical composition of structural components in the studied layers, separately after turning and nitriding and after sequential treatment: turning-burnishing-nitriding, were carried out. Micromechanical properties, modulus of elasticity and microhardness, were determined on metallographic section after the surface treatments. Microscopic studies and XRD for the identification of phases were performed for both steels after heat treatment and after selected surface treatment processes. The effects of treatments on internal stresses in the surface layer for both steels, subjected to four variants of treatment (turning, turning-burnishing, turning-nitriding, turning-burnishing-nitriding) were also analyzed. Assessing the performance was made, inter alia, by tribological testing by the ball-on-disc method. It was proved that the synergistic interaction of slide diamond burnishing and gas nitriding promotes the growth and homogenization of the nitrided layer, increases the microhardness of tool steels surface layer, provides beneficial compressive stress state and consequently increases the wear resistance of tool steels. The work results indicate a synergistic interaction of slide burnishing and gas nitriding processes.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań dwóch stali konstrukcyjnych (18HGT i 33H3MF) o różnej strukturze; pierwsza to stal tradycyjna stosowana do nawęglania, druga – do azotowania. Próbki nagniatano w przyrządzie do statycznego nagniatania powierzchni walcowej, zamontowanym na tokarce. Elementami nagniatającymi były krążki o średnicy 17,5 mm i długości 150 mm, z nacięciami. Badano wpływ powierzchniowego odkształcenia plastycznego na skutki azotowania jonowego w temperaturze 400oC na strukturę i właściwości warstwy wierzchniej wyżej wymienionej stali. Zmiany strukturalne warstw analizowano pod mikroskopem świetlnym oraz metodą pomiaru twardości z pomocą twardościomierza firmy ZWICK 3212, stosując penetrator Knoopa i obciążenie 0,981 N. Zmiany powierzchniowe oceniano z pomocą profilometru firmy Telysufr-Hobson, porównując (przed i po nagniataniu) parametr chropowatości Ra. Badania wykazały, że oprócz zmian strukturalnych stali obróbka cieplna i nagniatanie powodują istotne zmiany chropowatości powierzchni (parametru Ra). Stale 18HGT i 33H3MF po zabiegach obróbki cieplnej, nagniatania i azotowania jonowego wykazują różne struktury i właściwości. Jedynie w próbce ze stali 18HGT, wyżarzonej, stwierdzono wpływ odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej; wzrost twardości po azotowaniu jonowym. Badane stale 18HGT (tradycyjna do nawęglania) i stal 33H3MF (do azotowania) wykazują wyraźnie różniące się struktury i reagują inaczej na zabiegi obróbki cieplnej, nagniatania i azotowania jonowego. W przypadku stali 18HGT, o pasmowej strukturze, wyżarzonej, nagniatanie spowodowało rozdrobnienie ziaren przy powierzchni i wspomniany już wzrost twardości, a próbki hartowane i ulepszane cieplnie – brak wpływu umocnienia. Stal 33H3MF – po nagniataniu – nie wykazywała zmian strukturalnych i zmian rozkładów twardości po różnych obróbkach.
EN
The paper presents the results of examination of two constructional steels (18HGT and 33H3MF) with different structures; the former is a constructional steel used for carburizing, the latter is used for nitriding. The samples have been burnished in a device for static burnishing of a cylindrical surface, fixed on a lathe. The burnishing elements were disks of 17.5 mm diameter and 150 mm length, with incisions. The investigation concerned the influence of surface plastic strain on the effects of ion nitriding at the temperature of 400oC on the structure and properties of the top layer of the above mentioned steels. The structural changes of the layers have been analysed by means of and optical microscope and by the method of hardness measurement with the application of a ZWICK 3212 hardness tester, using a Knoop penetrator and a load of 0.981 N. Sur-faced changes have been assessed by means of a Telysufr-Hobson profile measurement gauge comparing the parameter of roughness, Ra, before and after burnishing. The investigation has shown that, in addition to structural changes, heat treatment and burnishing result in significant changes of roughness (Ra parameter). The 18HGT and 33H3MF steels show different structures and properties after the operations of heat treatment, burnishing and ion nitriding. Only in an annealed sample of the 18HGT steel, the influence of the top layer plastic strain has been found: increase of hardness after ion nitriding. The examined steels (18HGT, traditional carburizing steel and 33H3MF, for nitriding) show clearly different structures and different responses to the operations of heat treatment, burnishing and ion nitriding. In the case of the 18HGT steel with band structure, annealed, burnishing has resulted in break-up of grains near the surface and the already mentioned increase of hardness; in the case of hardened and toughened samples – no influence of consolidation. The 33H3MF steel has not shown structural changes after burnishing or hardness distribution changes after various treatments.
PL
Praca przedstawia wyniki badań dotyczących oceny wpływu powierzchniowego odkształcenia plastycznego i obniżonej temperatury azotowania jonowego na właściwości warstwy wierzchniej stali do azotowania 38HMJ. Do powierzchniowego umacniania warstwy wierzchniej próbek zastosowano trzy sposoby nagniatania: kulką, głowicą wielorolkową oraz nagniatanie strumieniowe. Nagniatanie kulką wałków o średnicy 17,5 mm prowadzono z pomocą specjalnego przyrządu zamocowanego na tokarce. Kulki o różnych średnicach gwarantowały różną głębokość umocnienia. Pozostałe parametry nagniatania były stałe. Nagniatanie głowicą firmy Hegenscheidt odbywało się w dwóch przejściach, przy prędkości obrotowej 450 obr/min i posuwie, zależnym od konstrukcji przyrządu. Gniot zależał od naddatków na próbkach. Nagniatanie strumieniowe prowadzono na powierzchni płaskiej próbek, wyciętych z wałka o średnicy 45 mm, z pomocą urządzenia pneumatycznego, śrutem stalowym ciętym, o zaokrąglonych krawędziach. Parametrami śrutowania były: średnica dyszy, ciśnienie powietrza i odległość próbki od dyszy. Czas ekspozycji gwarantował różną głębokość odkształcania. Azotowanie jonowe prowadzono w piecu typu IONIMP. Skutki obróbki oceniano pod mikroskopem świetlnym oraz metodą pomiaru twardości z pomocą twardościomierza ZWICK 3212. Parametry geometrii powierzchni wyznaczano z pomocą profilometru Taylor-Hobson. Badania wykazały, że każdy w wymienionych sposobów nagniatania zmieniał geometrię powierzchni w charakterystyczny dla siebie sposób, a azotowanie jonowe powodowało: przy małej chropowatości po obróbce plastycznej – wzrost, a przy dużej (nagniatanie strumieniowe) – zmniejszenie parametrów chropowatości. Doświadczenia wykazały, że wpływ odkształcenia plastycznego zanika po azotowaniu w temperaturze 450oC; niewielki wpływ odkształcenia plastycznego na właściwości warstwy wierzchniej można zauważyć po azotowaniu jonowym w niższej temperaturze 350 i 400oC. Ponadto, w próbkach azotowanych jonowo w temperaturze 450oC, niezależnie od obróbki powierzchniowej, zaobserwowano cienką warstwę azotków.
EN
The paper presents the results of investigation concerning the assessment of surface plastic deformation and reduced ion nitriding temperature on the properties of the surface layer of 38HMJ steel, traditional one for nitriding. Surface straining of the surface layer of the samples has been effected with the use of three ways of burnishing: globular burnishing, roller burnishing and shot peening. Globular burnishing of shafts with the diameter of 17.5 mm been effected by means of a special device fixed on a lathe. Balls of various diameters have guaranteed various depth of consolidation. The other parameters of burnishing were constant. Burnishing with the Hegenscheidt head has been effected in two passes with the rotational speed of 450 rpm and feed depending on the device design. The draft depended on the allowances on the samples. Shot peening has been performed on the flat surface of the samples, cut out of a 45 mm diameter shaft, flat surface of the samples, cut out of a 45 mm diameter shaft, with the use of a pneumatic device, with rounded edges cut shot. The shot peening parameters were as follows: nozzle diameter, air pressure and the sample distance from the nozzle. The time of exposure guaranteed various depth of deformation. Ion nitriding has been performed in a furnace typed IONIMP. The results of the treatment have been assessed under an optical microscope and by the method of hardness measurement by means of a hardness tester, ZWICK 3212. The parameters of the surface geometry have been determined with the use of a Taylor-Hobson profile measurement gauge. Each of the three ways has changed the surface geometry in its own way. Ion nitriding has resulted in: in the case of low roughness after plastic treatment, increase of the roughness parameters; in the case of high roughness (shot peening), reduction of the roughness parameters. Experiments have shown that the influence of plastic deformation is none after nitriding at the temperature of 450oC; a slight influence of plastic deformation on the properties of the surface layer can be observed after ion nitriding at lower temperature of 350 and 400oC. Moreover, a thin layer of nitrides has been found in the samples ion nitrided at 450oC, regardless of the surface treatment.
first rewind previous Strona / 7 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.