Improvement of tool life of aluminum extrusion die tools

• Autorzy: Treviño Garza D. A. , Inzunza Zavala F. J. , Zaragoza Lagüera A. M. , Haduch Suski Z.

Warianty tytułu

PL

Przedłużenie trwałości matryc do wyciskania profili aluminiowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of this work is to improve the durability in an aluminium extrusion die tool, focusing on critical elements. The results on this investigation can be used for planning, design, and production of elements of the same characteristics. The life expectancy of an extrusion die is related to the amount of kilograms extruded. In many occasions, these dies extrude less than the desirable amount of kilograms. The heat treatment, properties and composition of the current material, and their nitriding process were investigated. A new heat treatment for H13 tool steel samples was proposed. The heat treatment consisted of quenching, double tempering, and a cryogenic treatment. Additionally, several PVD coatings were applied to the samples. A block-on-ring type test was done using a T-05 machine. The sliding wear of the samples were measured and analysed. The current treatments, nitriding and material selections used by the manufacturing company were found to be acceptable. Results show that PVD coatings improve the sliding wear resistance of the samples. AlCrN PVD coating shows 1270% improvement in relation to only nitrided samples. Cryogenic treatment did not show any improvement in the sliding wear.

PL

Przedmiotem pracy jest wydłużenie trwałości matryc do wyciskania profili aluminiowych. Rezultaty badań mogą być wykorzystane w planowaniu, projektowaniu i produkcji elementów o podobnych charakterystykach. Trwałość użytkowa matryc do wyciskania jest określana ilością kilogramów wyprodukowanych profili. Badania dotyczyły składu chemicznego materiału matryc, ich obróbki cieplnej i procesu azotowania. Zaproponowano nowy proces obróbki cieplnej stali narzędziowej H 13. Obróbka cieplna składa się z hartowania, podwójnego odpuszczania i obróbki podzerowej w ciekłym azocie. Zaproponowano również różne pokrycia PVD. Badania tribologiczne przeprowadzono na testerze T-05, na którym analizowano zużycie tarciowe i współczynnik tarcia. Materiał matryc i obróbka azotowania plazmowego stosowane przez zakład są do zaakceptowania. Zaproponowano zmiany w obróbce ciepnej, włączając obróbkę podzerową oraz pokrycia PVD celem zmniejszenia współczynnika tarcia i podwyższenia odporności na zużycie. Pokrycia PVD typu AlCrN wykazują przedłużenie trwałości matryc o 1270% w porównaniu z materiałem tylko azotowanym. Obróbka podzerowa nie wpływa w istotny sposób na podwyższenie odporności na zużycie, natomiast zwiększa wytrzymałość na obciążenia dynamiczne.

Słowa kluczowe

EN

dies; aluminium extrusion; nitriding; cryogenic treatment; PVD coatings; tribological testing

PL

matryce do wyciskania; profile aluminiowe; azotowanie; obróbka podzerowa; powłoki PVD; badania tribologiczne

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 3
• Strony: 151--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Treviño Garza D. A.

• Universidad de Monterrey, Mexico

autor

Inzunza Zavala F. J.

• Universidad de Monterrey, Mexico

autor

Zaragoza Lagüera A. M.

• Universidad de Monterrey, Mexico

autor

Haduch Suski Z.

• Universidad de Monterrey, Mexico

Bibliografia

• 1. Dominique A.U.: The Effect of heat Treatment Atmosphere on Hardening of Surface Region of H13 Tool Steel. (2006) Recovered via pdf-searchengine.com http ://aut.researchgateway.ac.nz/.
• 2. Kugler G. et al.: Wear beahaviour of nitrided microstructures of aisi h13 dies for hot extrusion of aluminium (2005) http://zagrebhockeycamp.hr/.
• 3. Karadogan C. et al., 2009: Key Engineering Materials, 424, 161 Recovered via 10.4028/www.scientific.net/KEM.424.161.
• 4. Yugundhar T., Krishnan P.K.: Cryogenic treatment and it's effect on tool steel. Karlstatt university. (2010) Recovered via pdf-searchengine.com http://www.ingvet.kau.se/.
• 5. Kazanowski P.: Die Performance Optimization through Understanding of the Surface Features of Fatigue Fractures. USA (2008). Recovered via Aluplanet.com http://www.aluplanet.com/.
• 6. Alava A.: Tratamiento de materiales a temperaturas criogénicas: evolución y aplicaciones. Spain (2007) Recovered via aluplanet.com de http://www.cryobest.com/.
• 7. Gulizia S., Jahedi M.Z.: Evaluation of pvd coatings for industrial applications, Australia (2002). Recovered via aluplanet.com de www.ingvet.kau.se.
• 8. Podgornik B., Hogmark S.: Hard PVD coatings and their perspectives in forming tool applications (2002), Suecia Recovered via www.ingvet.kau.se/.
• 9. Grzesik W., Zalisz Z., Król S.: Tribological behaviour of TiAIN coated carbides in dry sliding tests. Poland (2006). Recovered via www.journalamme.org/.
• 10. Zhou Q.C., Bai X.D. et al.: Corrosion resistance of duplex and gradient CrNx coated H13 steel China (2002) Recovered via pdf-searcheninge.com.
• 11. Treviño D., Inzunza F., Morelos Zaragoza A., Haduch Z.: Prolongación de Vida Útil De Dados de Extrusión. Universidad de Monterrey, México 2010.
• 12. Oerlikon: El sistema tribológico. Oerlikon Balzers. (2010) Recovered via: http://www.balzers.com/.