Rola warstwy hybrydowej typu warstwa azotowana/powłoka CrN w procesie zwiększania trwałości matryc kuźniczych

• Autorzy: Smolik J.
• Konferencja: Inżynieria Powierzchni, INPO 2008 ( VII; 02-05.12.2008; Wisła-Jawornik, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, które umożliwiły opisanie mechanizmów niszczenia matryc kuźniczych wykonanych ze stali WLV z wytworzoną na powierzchni warstwą hybrydową typu "warstwa azotowana/powłoka CrN". Badana warstwa hybrydowa wytworzona została z wykorzystaniem wielostopniowej metody obróbki powierzchniowej obejmującej azotowanie jarzeniowe oraz nakładanie powłoki metodą reaktywnego odparowania łukowego przy obniżonym ciśnieniu. W artykule zaprezentowano analizę zmian twardości matryc w kolejnych etapach procesu kucia, analizę odkształcenia plastycznego strefy przypowierzchniowej matrycy oraz analizę intensywności i charakteru zniszczeń zmęczeniowych w powłokach CrN o różnej grubości. Na podstawie uzyskanych wyników autor opracował schemat przebiegu procesu zużycia matryc kuźniczych z wytworzoną na powierzchni warstwą hybrydową typu "warstwa azotowana/powłoka CrN" i zweryfikował go w badaniach eksploatacyjnych. W efekcie wykazana została skuteczność warstwy hybrydowej typu warstwa azotowana/powłoka CrN w zwiększaniu trwałości matryc kuźniczych, jak również określona została istotna rola powłoki CrN w tym procesie.

EN

The paper presents results of experimental forging tests, which make possibile characterize of destruction mechanisms of forging dies made of hot working steel WCL and covered by hybrid layer "nitrided layer/CrN coating". The investigated hybrid layer was created by means of the surface "duplex" treatment method in one continuous cycle including the ion nitriding and the arc evaporation processes. The paper presents results of different material investigations, i.e. hardness pattern analysis after different forging time, plastik deformation analysis and fatigue cracks intensity analysis for dies covered by hybrid layer "nitrided layer/CrN coating" with different thickness of CrN. Based on the obtained results the scheme of destruction process of forging dies covered by hybrid layer "nitrided layer/CrN coating" was work out and verify in experimental tests. The obtained results proved high effectiveness of hybryd layer "nitrided layer/CrN coating" in increase the durability of forging dies and the essential role of CrN coating in this process was proved.

Słowa kluczowe

PL

matryce kuźnicze; zwiększanie trwałości matryc kuźniczych; warstwa hybrydowa typu "warstwa azotowana /powłoka CrN"; analiza zmian twardości matryc; proces zużycia matryc

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 29, nr 6
• Strony: 891--894
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Smolik J.

• Instytut Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu,

Bibliografia

• [1] Singh A. K., Rooks B. W., Tobias S. A.: Factors affecting die wear, Wear 25 (1973) 271-279.
• [2] Barrau O., Boher C., Gras R., Rezai-Aria F.: Analysis of the friction and wear behaviour of hot work tool steel for forging, Wear 255 (2003) 1444.
• [3] Sharma R., Arrowsmith D. J.: The wear of forging dies in the firdt five forging blows Wear 74 (1981) 1.
• [4] Kim D. H., Lee H. C., Kim B. M., Kim K. H.: Estimation of die sernice life against plastic deformation and wear during hot forging processes. Journal of Materials Processing Technology 166 (2005) 372.
• [5] Gierzyńska-Dolna M., Lacki P.: The effect of hardening layers and technological lubricants on heat exchange between workpiece and die. Computers and Structures 72 (1999) 165.
• [6] Sun J. S., Lee K. H., Lee H. P.: Effect of geometry and fillet radius on die stresses in stamping processes Journal of Materials Processing Technology 104 (2000) 254.
• [7] Bochniak W., et all.: New forging method of bevel gears from structural steel, Journal of Materials Processing Technology 173 (2006) 75.
• [8] Beynon J. H.: “Tribology in hot metal forming”. Tribology International vol.31 nr1-3 (1998) 73.
• [9] Walkowicz J., Smolik J., Bertrand C., Ioncea A.: Application of two stage duplex processes to surface treatment of hot forging dies. Problemy Eksploatacji 2 (2005) 83.
• [10] Smolik J., Walkowicz J., Tacikowski J.: Influence of the structure of the composite nitrided layer/PVD coating on the durability of tools for hot working, Surface and Coatings Technology 125 (2000) 134.
• [11] Smolik J., Walkowicz J., Tacikowski J.: Analysis of wear mechanisms of hot forging tools coated with different composites obtained by duplex treatment method, Proceedings of 3nd COST 516 Tribology Symposium, Eibar, Spain, 18-19.05.2000, Edited by: A.Igartua & A.Alberdi, Fundacion TEKNIKER, Otaola20, 20600 Eibar, Spain, ISBN 84-699- 2557-1 192.