Nowe techniki wybuchowego odkształcania i platerowania oraz ich zastosowania

• Autorzy: Zagirnyak M. V. , Dragobetskii V. V. , Shapoval A. A.

Warianty tytułu

EN

New explosive deformation and coating techniques and applications

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Platerowanie/zgrzewanie wybuchowe stanowi technologię przyszłości procesu realizowanego w stanie stałym, w celu wytwarzania bimetalowych płyt o wyjątkowych właściwościach mechanicznych i korozyjnych, dla potrzeb przemysłowych. W procesie wybuchowego zgrzewania, kontrolowana energia materiałów wybuchowych jest wykorzystywana do tworzenia wiązania metalicznego pomiędzy różniącymi się materiałami. W artykule przedstawiono analizę wybuchowego odkształcania i zgrzewania blach bimetalowych w celu wyznaczenia warunków zgrzewania. Warunki zgrzewania dostrajano jednocześnie poprzez związanie geometrii ścieżki z różnymi obciążeniami wybuchowymi. Badanie zostało przeprowadzone w celu oceny wpływu obciążeń wybuchu na powierzchnię połączenia i scharakteryzowania spoin po wybuchu. Badania metodą mikroskopii optycznej wykazały, że przechodzenie z gładkiej powierzchni styku w falistą zachodzi wraz ze wzrostem obciążenia wybuchu. Badania metodą elektronowej mikroskopii skaningowej wskazują, że powierzchnia rozdziału charakteryzuje się ostrym przejściem między dwoma materiałami. Opracowano rzeczywiste aplikacje wybuchowego platerowania obudowy maźnicy. Łożyska maźnicy składają się z obudowy i łożysk tocznych oraz są częściami istotnymi dla bezpieczeństwa w pojazdach szynowych. Obudowy łożysk maźnicy produkowane są z odlewów zaprojektowanych zgodnie z wymaganiami klienta. Zwiększenie ich trwałości przez wzmocnienie stalą jest bardzo ważne. Przedstawiono technologię wybuchowego platerowania wzmacniającego dwóch rodzajów maźnic.

EN

Explosive cladding/welding is a potential solid state technology to fabricate bimetal plates with unique mechanical and corrosion properties for industrial needs. In explosive welding process, the controlled energy of explosives is used to create a metallurgical bond between dissimilar materials. This paper presents the examination of explosive deformation and welding of the bimetal plates for determination of welding window. The welding conditions are tailored through parallel geometry route with different explosive loads. The study was conducted to consider the effects of explosive loading on the bonding interface and to characterise the explosive welds. Optical microscopy studies show that a transition from a smooth interface to a wavy one occurs with increase in explosive load. Scanning electron microscopy studies show that the interface was characterised by characteristic sharp transition between two materials. The real applications of explosive cladding of axle-box housings are developed. Axle-box bearings are made up of a railway housing and rolling bearing, and are safety-relevant components in rail vehicles. The axle-box bearing housings are produced from cast material and designed according to the customer’s specifications. An increase of their longevity by reinforcing with steels is of great importance. The explosive cladding technologies of reinforcing axle-boxes of two types are presented.

Słowa kluczowe

PL

zgrzewanie wybuchowe; wiązanie metaliczne; obudowa łożyska maźnicy; stal manganowa; stal Hadfielda; surówka hutnicza; czoło wybuchu; warunki zgrzewania

EN

explosive welding process; metallurgical bond; axle-box housings; Hadfield’s steel; manganese steel; pig iron; explosion front; welding window

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 27, nr 4
• Strony: 329--340
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Zagirnyak M. V.

• Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, vol. Pershotravneva, 20, Kremenchuk, 39600, Ukraine

autor

Dragobetskii V. V.

• Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, vol. Pershotravneva, 20, Kremenchuk, 39600, Ukraine

autor

Shapoval A. A.

• Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, vol. Pershotravneva, 20, Kremenchuk, 39600, Ukraine

Bibliografia

• [1] European Commission. 2011. White paper – roadmap to a single European transport area – towards a competi-tive and resource efficient transport system. COM 144 final, Brussels, 28 March 2011.
• [2] Iwnicki S.D., S. Stichel, A. Orlova, M. Hecht. 2015. „Dynamics of railway freight vehicle”. Vehicle System Dynamics, 53 (7): 995–1033. DOI: 10.1080/00423114.2015.1037773.
• [3] Railway technical handbook. 2004. Vol. 1: 42–71.
• [4] Qing W., C. Cole, M. Spiryagin, Y.Q. Sun. 2014. „A review of dynamics modelling of friction wedge suspensions”. Vehicle System Dynamics 52 (11): 1389–1415, DOI: 10.1080/00423114.2014.943249.
• [5] Butler D.J., D.G. Brasher. 2012. „Explosion welding high temperature and wear resistant metal liners into 25mm gun barrels”. Materials and Manufacturing Processes 27: 888–891.
• [6] Blazynsky T.Z. 1983. Explosive forming welding and compaction. Applied Science Publishers LTD.
• [7] Manikandan P., K. Hokamoto, M. Fujita, K. Raghukandan, R. Tomoshige. 2008. „Control of energetic conditions by employing interlayer of different thickness for explosive welding of titanium-304 stainless steel”. Journal of Materials Processing Technology 195: 232–240.
• [8] Saravanan S., K. Raghukandan. 2012. „Thermal kinetics in explosive cladding of dissimilar metals”. Science and Technology of Welding and Joining 17 (2): 99–103.
• [9] Akbari Mousavi S.A.A., P. Farhadi Sartangi. 2009. „Experimental investigation of explosive welding of cp-titanium/AISI 304 stainless steel”. Materials and Design 30: 459–468.
• [10] Saravanan S., K. Raghukandan. 2013. „Influence of Interlayer in Explosive Cladding of Dissimilar Metals”. Materials and Manufacturing Processes 28: 589–594.
• [11] Shapoval A.A., Mos’pan, D.V. & Dragobetskii, V.V. 2016. „Ensuring High Performance Characteristics For Explosion-Welded Bimetals”. Metallurgist 60 (3): 313–317. DOI: 10.1007/S11015-016-0292-9.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).