Analiza strukturalna matryc stosowanych do kucia na ciepło w aspekcie ich trwałości

• Autorzy: Hawryluk M. , Zwierzchowski M.

Warianty tytułu

EN

Structural analysis of hot forging dies with regard to their life

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na trwałość narzędzi stosowanych w procesach kucia wpływa wiele czynników mających niekiedy przeciwstawny charakter. Żywotność matryc zależy od poprawnego ich zaprojektowania i wykonania, z uwzględnieniem odpowiedniej obróbki cieplno-chemicznej oraz mechanicznej adekwatnej do wybranego materiału, kolejności przeprowadzania kolejnych zabiegów obróbki cieplnej, a także od warunków, w jakich przebiega sam proces kucia (temperatura narzędzi i wstępniaka, geometria materiału wsadowego, prędkość procesu, rodzaj i ilość środka smarnego zapewniającego optymalne warunki trybologiczne. Innym istotnym parametrem jest rodzaj zastosowanego materiału na narzędzia. Należy wziąć pod uwagę, że producenci stali stosują swoje procedury, a skład chemiczny dla tego samego materiału może się znacznie różnić. To wszystko ma istotny wpływ na końcową jakość produktu. Przykładem wyrobu, dla którego wymagana jest wysoka trwałość narzędzi, jest odkuwka obudowy przegubu homokinetycznego. Obecnie w produkcji wielkoseryjnej takiej odkuwki stosuje się metodę wielooperacyjnego kucia na ciepło i zimno w matrycach zamkniętych ze złożonym schematem odkształcania - wyciskanie współbieżne z przeciwbieżnym. Ze względu na bardzo wysokie naciski jednostkowe, wytężenie materiału matryc jest często tak wysokie, że prowadzi to do ich przedwczesnego zużywania i niszczenia (trwałość poniżej 2000 sztuk).

EN

Many (sometimes antagonistic) factors affect the durability of tools used in forging. The life of dies depends on how well they were designed and made, including the thermochemical treatment and mechanical working, the sequence of steps in the thermal treatment and the forging process conditions (the tool and preform temperature, the charge material geometry, the process rate, the kind and amount of lubricant ensuring optimum tribological conditions). Another critical parameter is the kind of tool material. One should note that steel producers use their own procedures whereby the composition of the same steel may differ considerably between them. All this signifi cantly affects the fi nal quality of the product. An example of a product for which highly durable tools are required is a forging of the constant-velocity universal joint casing. Currently in large-lot production the casing is manufactured through cold and hot multioperation forging in closed dies with a complex deformation confi guration (forward and backward extrusion). Because of the very high unit pressures the effort of the die material is often so high that it results in the premature wear out and failure of the dies (life below 2000 units).

Słowa kluczowe

PL

zużycie narzędzi; kucie; trwałość narzędzi

EN

forging; tool life; tool wear

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 2
• Strony: 31--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25

Twórcy

autor

Hawryluk M.

autor

Zwierzchowski M.

• Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechnika Wrocławska ul. Ignacego Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Polska,

Bibliografia

• 1. Bartnicki Z, Pater A, Gontarz A. Theoretical analysis of rolling-extrusion process of axi-symmetrical parts. Archives of civil and mechanical engineering. 2008; 02: 5-12.
• 2. Bobyr M, Yakhno B, Rusiński E, Harnatkiewicz P. Damega in the complex lowcycle fatigue. Archives of civil and mechanical engineering. 2008; 03: 23-32
• 3. Burakowski T, Wierzchom T. Inżynieria Powierzchni Metali. Warszawa: WNT, 1995.
• 4. Czyżewski P, Kocańda A. Computer modeling of valve lever forging with various performs. Archives of civil and mechanical engineering. 2008; 03: 33-40
• 5. Gronostajski Z, Hawryluk M, Jaśkiewicz K, Niechajowicz A, Polak S, Walczak S, Woźniak A. Wpływ tolerancji wykonawczych matryc sprężanych do wyciskania na ich wytężenie. Plasticita materialov 2007; 14: 87-92
• 6. Gronostajski Z, Hawryluk M, Jaśkiewicz K, Niechajowicz A, Polak S, Walczak S, Woźniak A. Application of physical and mathematical modelling to analysis of different forging processes of constant velocity joint body, Computer Methods in Materials Sciences 2007; 07: 231-236
• 7. Gronostajski Z, Hawryluk M, Kaszuba M, Zwierzchowski M. Analysis of forging process of constant velocity joint body. Steel Research International 2008; 01: 547-554.
• 8. Gronostajski Z, Hawryluk M. The main aspects of precision forging. Archives of civil and mechanical engineering. 2008; 02: 39-56
• 9. Hebda M, Wachal A. Trybologia. Warszawa: WNT, 1980.
• 10. Hejwowski T, Weroński A. Wytwarzanie powłok odpornych na zużycie. Lublin: WUPL, 2000.
• 11. Hejwowski T. Studium procesów zużywania erozyjnego, ściernego i zmęczenia cieplnego elementów maszyn oraz kształtowanie struktur o korzystnych właściwościach eksploatacyjnych. Lublin: WUPL, 2003.
• 12. Karwata T, Bonek M. Wpływ laserowej obróbki powierzchniowej na własności trybologiczne stali narzędziowej stopowej do pracy na gorąco. PSKN 2006; 08: 11-19
• 13. Lawrowski Z. Tribologia. Tarcie, zużywanie i smarowanie. Warszawa: PWN, 1993r.
• 14. Niewczas A, Czerniec M, Ignaciuk P. Badania trwałości elementów maszyn współpracujących tarciowo. Lublin: IZT, 2000.
• 15. Niewczas A. Modelowanie zużycia i ocena niezawodności silników spalinowych. Lublin: WUPL, 1998.
• 16. Okrajni J. Laboratorium mechaniki materiałów. Gliwice WPŚ 2003.
• 17. Przybyłowicz K. Metaloznawstwo. Warszawa; WNT, 1999.
• 18. Skubisz P, Łukaszek-Sołek A, Sińczak J, Bednarek S. Drop forging of HSLA steel with application of thermomechnical treatment. Archives of civil and mechanical engineering. 2008; 04: 93-99.
• 19. Suh N.P. The delamination theory of wear. Wear 1977; 44: 1-14
• 20. Szcerek M, Wisniewski M. Tribologia Tribotechnika. Radom: ITER, 2000.
• 21. Web page : http://www.uddeholm.com
• 22. Web page: www.gkn.automotive.com
• 23. Weroński A, Hejwowski T. Thermal fatigue of metals. New York: Marcel Dekker Inc, 1992.
• 24. Zum Gahr K.-H. Microstructure and wear of materials. New York: Elsevier, 1978.
• 25. Zwierzchowski M. Analiza metod badania odporności na zmęczenie cieplne. Współczesne technologie w budowie maszyn. Lublin:2002. 147-152.