Analiza niszczenia wkładek matrycowych stosowanych w przemysłowym procesie kucia na gorąco odkuwki rozwidlonej

• Autorzy: Gronostajski Z. , Hawryluk M. , Krawczyk J. , Marciniak M. , Będza T. , Misiun G.

Warianty tytułu

EN

Analysis ofthe destruction ofthe dieinsertused inindustrialhotforgingprocess of forkedforging

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy analizy zniszczenia wkładek matrycowych (dwuwykrojowych) stosowanych w przemysłowym procesie kucia na młocie odkuwki rozwidlonej o złożonej geometrii. Szczegółowej analizie poddano jedną z dolnych matryc, wybranych ze względu na niską trwałość wynoszącą zaledwie 1200 odkuwek. Na podstawie przeprowadzonych kompleksowych badań (skanowania powierzchni, pomiarów mikrotwardości, badań mikroskopowych, modelowania numerycznego, innych) wykazano, że najbardziej niebezpiecznym mechanizmem niszczącym dla analizowanego procesu jest pękanie mechaniczne oraz zmęczenie cieplno-mechaniczne. Wskutek pracy narzędzia w ekstremalnych warunkach (wysokie cykliczne udarowe obciążenia mechaniczne oraz termiczne) najbardziej intensywne uszkodzenia wykroju wstępnego, w wyniku zmęczenia cieplnego i zużycia ściernego zachodzą w miejscach złożonej geometrii iintensywnego płynięcia materiału odkuwkina promieniach zaokrągleń. Natomiast w przypadku wykroju wykańczającego dochodzi do zmęczeniowego pękania mechanicznego narzędzia w miejscach koncentracji naprężeń i dużych nacisków. Wykorzystanie pakietu obliczeniowego Forge oraz dalsze badania powinny pozwolić na podniesienie trwałości wkładek.

EN

This paper consist analysis of the diefailure(with two cavities)used in hammer forging manufacturing process of complex branched shape part. The precise analysis has been done for one of the lower dies, chosen on grounds of their short life which amounts to 1200 parts. Basing upon comprehensive studies (surface scanning, microhardness tests, microscope measurements, numerical modeling) it has been proved that the most dangerous failure mechanism for analyzed process is mechanical cracking and thermo-mechanical fatigue. Due to tool operating under extreme conditions(high cycling mechanical and temperature loads) the most rapid wear of initial die cavity takes place as a result of thermal fatigue and abrasive wear, around complex geometry and intensive material flow on the edge radius. On the other hand the finishing cavities damages because of a fatigue mechanical cracking in places of tension concentration and high occurrence. Using the numerical application Forge and further studies should allow to raise life time of analyzed tools.

Słowa kluczowe

PL

kucie na młotach; pękanie zmęczeniowe; zużycie ścierne

EN

hammer forging; fatigue cracking; abrasive wear

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 80, nr 8
• Strony: 534--538
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gronostajski Z.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

autor

Hawryluk M.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

autor

Krawczyk J.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

autor

Marciniak M.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

autor

Będza T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

autor

Misiun G.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. I. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław

Bibliografia

• 1. Davis J. R., Semiatin S.L.: ASM Metals Handbook, Vol. 14: Forming and Forging, January 1988
• 2. Qinbin L., Zengxiang F., Shichun W.: Coupled thermo-mechanical analysis of the high-speed hot-forging process, Journal of Materials Processing Technology, September vol. 96, 1997, pp. 190÷197
• 3. Biglari F.R., Zamani M.: Die Wear Profile Investigation in Hot Forging, Proceedings of the World Congress on Engineering 2008 Vol II, WCE 2008, July 2-4, 2008, London, U.K
• 4. Kim Y-J., Choi C-H.: A study on life estimation of hot forging die, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 10, 2009, issue 3, pp 105÷113
• 5. Mazurkiewicz A., Smolik J.: Comparative analysis of wear mechanism of different types of forging dies, Archives of Materials Science and Engineering vol 49, 2011, no. 1, pp.40÷45
• 6. Shen G., Shivpuri R., Semiatin S.L., Lee J.Y. Altan T.: Investigation of Microstructure and Thermomechanical History in the Hammer Forging of an Incoloy 901 Disk, CIRP Annals - Manufacturing Technology vol 42, 1993, pp. 343÷346
• 7. Magri M.L., Diniz A.E., Button S.T.: Influence of surface topography on the wear of hot forging dies, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology vol. 65, 2012, pp. 459÷471
• 8. Altan T.: Selection Of Die Materials and Surface Treatments for Increasing Die Life In Hot and Warm Forging Paper no 644-FIA Tech Conference, April 2011
• 9. Shivpuri R.: Dies and Die Materials for Hot Forging, ASM Handbook Volume 14A, Metalworking: Bulk Forming (ASM International) 2005, pp. 47÷61
• 10. Lavtar L., Tercelj M., Fazarinc M., Kugler G.: Main damages on upper die in industrial hot forging, Materials and Geoenvironment vol. 57, 2010, no. 4, pp. 453÷464
• 11. Younas M., Sheikh A.K.: Performance Evaluation Of Forging Dies, The 6th Saudi Engineering Conference, KFUPM, Dhahran, December vol. 5, 2002, pp. 155÷168