Analysis of lifetime of the cold forging tool with PVD coatings

• Autorzy: Wiśniewska-Weinert H. , Leshchynsky V. , Ignatev M. , Borowski J.

Warianty tytułu

PL

Analiza trwałości narzędzi z powłokami PVD do kształtowania plastycznego wyrobów na zimno

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main goal of the presented research is to reach the best balance between the cost of forging tools and their performance by applying nanocomposite coatings providing low friction coefficient and optimum surface properties, which will help to achieve important increased in tool durability and high forging precision. The tribological tests with ball on disc (T10) tester and industrial tests of forging tool durability were made for the following PVD coatings: TiN (reference coating), TiAIN, nACVIc, TiCN-NP-MOVIC, TiC, TiCN-CBC and CrN-CBC2. SEM-EDAX microanalyser, TEM, Calotest and Rockwell diamond cone indentation/scratching performed were applied to study of coating nanomicrostructures. The differences in coatings structure leads to the change of the coating tribology behavior. The CrN-CBC2 and nACVIc nanocomposite coatings are characterized by significantly less value of the friction coefficient (0.1-0.2) as compared to other coatings under the same test conditions that results in its better durability. The present research was carried out in the frame of EUROSTARS Project NEGFORT.

PL

Głównym celem przedstawionych badań jest uzyskanie równowagi pomiędzy kosztem wytwarzania narzędzi kuźniczych oraz ich właściwościami użytkowymi, poprzez zastosowanie powłok nanokompozytowych, które pozwolą na uzyskanie niskiego współczynnika tarcia i optymalnych właściwości powierzchni. Pomoże to osiągnąć polepszoną wytrzymałość narzędzi oraz dużą dokładność kucia. Przeprowadzono testy tribologiczne na testerze kulka-dysk (T10) oraz testy przemysłowe wytrzymałości narzędzi kuźniczych z następującymi powłokami PVD: TiN (powłoka referencyjna), TiAIN, nACVIc, TiCN-NP-MOVIC, TiC, TiCN-CBC oraz CrN-CBC2. W celu zbadania nano- i mikrostruktury powłok, przeprowadzono analizy z wykorzystaniem: mikroanalizatora SEM-EDAX, TEM, Calotest oraz badanie twardości metodą Rockwella a także próbę zarysowań. Różnice w strukturze powłok powodują zmiany w ich właściwości tribologicznych. Powłoki nanokompozytowe CrN-CBC2 oraz nACVIc charakteryzują się niższą wartością współczynnika tarcia (0,1÷0,2) w porównaniu do innych powłok badanych w tych samych warunkach, co skutkuje większą wytrzymałością. Niniejsze badania przeprowadzono w ramach projektu NEGFORT.

Słowa kluczowe

EN

cold forging; nanocomposite; PVD coating; tribology

PL

kształtowanie plastyczne na zimno; nanokompozyty; powłoka PVD; tribologia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 78, nr 8
• Strony: 682--687
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Wiśniewska-Weinert H.

• INOP – Metal Forming Institute, Poznan, Poland

autor

Leshchynsky V.

• INOP – Metal Forming Institute, Poznan, Poland

autor

Ignatev M.

• INOP – Metal Forming Institute, Poznan, Poland

autor

Borowski J.

• INOP – Metal Forming Institute, Poznan, Poland

Bibliografia

• 1. Peddinhaus E.: The technical development of European drop forging industry. 17th International Scientific and Technical Conference Design and technology for drawpieces and die stamping, Wasowo, Poland, September 22th÷24th 2008, pp. 53÷66
• 2. Cselle T.: Application of Coatings for Tooling – Quo Vadis 2005? VIP Vacuum’s Best vol. 17, 2005, 33÷39
• 3. Platit, Nanostructured Coatings for High Performance Tools. Werkzeug Technik 1, 2003, 2÷8
• 4. Veprek S. and M. Jilek M.: Superhard nanocomposite coatings. From basic science toward industrialization. Pure Applied Chemistry, vol. 74, 2002, no. 3, pp. 475÷481
• 5. Klimek K. S., Ahn H., Seebach I., Wang M. and Rie K. T.,: Duplex process applied for die-casting and forging tools. Surface and Coatings Technology, vol. 174÷175, 2003, pp. 677÷680
• 6. Bobzin K., Lugscheider E. and Pinero C.,: Neue PVD-Schichtkonzepte für hoch beanspruchte Werkzeuge für umweltverträgliche Fertigungsprozesse. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Special Issue: Reibung/Verschleiß, vol. 35, October 2004, issue 10÷11, pp. 851÷857