Analiza przyczyn występowania nagłych uszkodzeń narzędzi kuźniczych

• Autorzy: Hawryluk M. , Widomski P. , Ziemba J.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the causes of rapid damage of forging tools

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy analizy przyczyn występowania przedwczesnych uszkodzeń i awarii matryc i stempli we wczesnym etapie ich eksploatacji, w odróżnieniu od „typowego”, przewidywalnego i postępującego zużycia narzędzi i oprzyrządowania kuźniczego. Obecnie w Europie i na świecie prowadzi się liczne badania zmierzające do podniesienia trwałości narzędzi kuźniczych. Trwałość najczęściej określana jest liczbą wyprodukowanych przez dane narzędzie, prawidłowych pod względem geometrycznym i jakościowym, odkuwek. Przyjmuje się, że w przypadku narzędzi stosowanych w procesach kucia na gorąco średnia trwałość wynosi około 5000 odkuwek, a czynniki i mechanizmy powodujące skrócenie czasu eksploatacji są dosyć dobrze przeanalizowane. Natomiast w literaturze przedmiotu niewiele miejsca poświęca się przedwczesnym uszkodzeniom oprzyrządowania kuźniczego. Przedstawiona w pracy analiza licznych takich przypadków, a także doświadczenia autorów wskazują, że najczęstszą przyczyną nagłej awarii są problemy związane z niewłaściwą obróbką cieplną (38%), obróbką mechaniczną powierzchni narzędzi (21%), materiałem narzędziowym (16%), błędami wynikającymi z niewłaściwego przygotowania narzędzi do eksploatacji (15%), nieodpowiednio opracowaną technologią kucia (6%) oraz inne przyczyny (4%). Należy podkreślić, że istotny wpływ na przedwczesne zużycie ma także czynnik ludzki, który niejednokrotnie w sposób świadomy lub nieświadomy przyczynia się do wystąpienia nieoczekiwanego zdarzenia powodującego nagłe uszkodzenie lub inną nieprzewidzianą awarię. Przedstawiona analiza ma przyczynić się do rozpoznania przyczyn tego rodzaju uszkodzeń oraz do skutecznej ich eliminacji.

EN

The article presents an analysis of the causes of the occurrence of premature damage and failure of dies and punches at an early stage of operation, as compared to the “typical”, predictable and proceeding wear of forging tools. At present, in Europe and the world, numerous studies are being performed aiming at increasing the durability of forging tools. The latter is usually determined by the number of forgings properly produced by the given tool in respect of geometry and quality. It is assumed that, in the case of tools used in hot forging processes, the average tool life is about 5000 forgings, and the factors and mechanisms shortening the operation time have been quite well analyzed. In turn, the subject literature provides little information on preliminary damage of forging instrumentation. An analysis of such numerous cases presented in the study as well as the authors’ experience point to the fact that the most common cause of rapid failure are problems connected with inappropriate thermal treatment (38%), improper mechanical treatment of tool surfaces (21%), faulty tool material (16%), errors resulting from the tools’ improper preparation for work (15%), inappropriately elaborated forging technology (6%) and others (4%). It should be emphasized that preliminary wear is also significantly affected by the human factor, which, often, consciously or unconsciously, contributes to the occurrence of an unexpected event causing rapid damage or failure. The presented analysis aims at contributing to the recognition of the causes of such type of damage as well as their effective elimination.

Słowa kluczowe

PL

kucie matrycowe; zużycie przedwczesne; trwałość; eksploatacja

EN

die forging; premature wear; durability; exploitation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 28, nr 1
• Strony: 75--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Hawryluk M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Widomski P.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Ziemba J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Obróbki Plastycznej i Metrologii, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] Hawryluk M. 2016. Metody analizy oraz zwiększania trwałości narzędzi kuźniczych stosowanych w procesach kucia matrycowego na gorąco. Radom: ITEE Radom.
• [2] Gronostajski Z., M. Kaszuba, M. Hawryluk, B. Nowak. 2015. „Trwałość narzędzi w procesach kucia”. Obróbka Plastyczna Metali 26 (3): 255–270.
• [3] Lange K., L. Cser, M. Geiger, J.A.G. Kals. 1993. „Tool Life and Tool Quality in Bulk Metal Forming”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture 207: 223–239.
• [4] Heinemeyer D. 1978. „Gensekschäden und Einflussgrössen der Standmenge”. Industrieanzeiger 100 (73).
• [5] Kocańda A. 2003. „Określenie trwałości narzędzia w obróbce plastycznej metali”. W: Informatyka w Technologii Metali, pod red. Piela A., F. Grosman, J. Kusiak i M. Pietrzyk, 213–256. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [6] Ebara R. 2011. „New Fatigue and Fracture Behavior of Forging Die Steels”. W: Trends and Developments in Automotive Systems Engineering, pod red. Chiaberge M., 47–65. Szanghai: InTech.
• [7] Walkenhorst U. 2013. „Tool materials used for forging instrumentation.” Wykład – prezentacja multimedialna. Wrocław: Politechnika Wrocławska 21.11.2013.
• [8] Dobrzański L.A. 2004. Metalowe materiały inżynierskie. Poznań: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• [9] Dobrzański L.A. „Stale narzędziowe stopowe do pracy na gorąco.” Prezentacja multimedialna, Gliwice: IMLiB.
• [10] Gronostajski Z., M. Hawryluk, M. Kaszuba, J. Ziemba. 2016. „Application of a measuring arm with an integrated laser scanner in the analysis of the shape changes of forging instrumentation during production”. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 18 (2):194–200.
• [11] Gronostajski Z., M. Hawryluk, J. Jakubik, M. Kaszuba, G. Misiun, P. Sadowski. 2015. „Solution examples of selected issues related to die forging.” Archives of Metallurgy and Materials 60(4): 2767–2775.
• [12] Hawryluk M., J. Jakubik. 2016. „Analysis of forging defects for selected industrial die forging processes”. Engineering Failure Analysis 59: 396–409.

Uwagi

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