Innovative technology for fabrication of antiwear layers for forging tools

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

Warianty tytułu

PL

Innowacyjna technologia wytwarzania warstw przeciwzużyciowych na narzędzia do kucia na zimno

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Cold forging tools are known to be exposed to extremely high loads due to the high forming stresses and the strain hardening of the workpiece material. This paper deals with the study of the influence of laser texturing of hard-coated tool surfaces and micro-channels filled with solid lubricants on tool tribological behaviour in cold forging processes. The results of a study of the combination of hard coating with and solid lubricant layers for forging tools show the beneficial effect of nano- and micro-particle solid lubrication in the case of the storage of nanoparticles in the micro-reservoirs at the sliding interface. The use of nanolayered coatings (like nACVIc) seems to be more effective for areas of high contact stresses than a combination of coatings. The use of microchannels filled with MoS2 nanoparticles seems to be more effective for areas of abrasive wear.

PL

Narzędzia do kucia na zimno poddawane są bardzo dużym obciążeniom ze względu na wysokie naprężenia oraz umocnienie podczas kształtowania. W niniejszym artykule przedstawiono analizę wpływu zmiany powierzchni narzędzi z twardymi powłokami oraz mikrokanalikami wypełnionymi nanocząstkami smarów stałych na właściwości tribologiczne narzędzi dla procesów kucia na zimno. Analiza otrzymanych wyników zastosowania powyższej kompozycji powłok dla narzędzi kuźniczych wykazuje korzystny efekt zastosowania nano- i mikrocząstek smarów stałych w mikrokanalikach na powierzchniach trących. W przypadku obszarów o wysokim naprężeniu stykowym bardziej efektywne od zastosowania kompozycji powłok wydaje się być zastosowanie powłok nanowarstwowych (takich jak nACVIc). Zastosowanie mikrokanalików wypełnionych nanocząstkami MoS2 jest bardziej efektywne dla obszarów charakteryzujących się zużyciem ściernym.

Słowa kluczowe

EN

cold forging tool; nano- and micro-particle solid lubricant; laser texturing; coating

PL

narzędzia do kucia na zimno; nano- i mikrocząstki smarów stałych; obróbka laserowa; powłoka

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 5
• Strony: 239--248
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Wiśniewska-Weinert H.

autor

Leshchynsky V.

autor

Ignatev M.

autor

Borowski J.

autor

Wiśniewski T.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II nr 14, 61-139 Poznań

Bibliografia

• 1. Wagner K., Volkl R., Engel U., Tool life enhancement in cold forging by locally optimized surfaces, J. of Mat Proces. Techn., 201 (2008). 2-8.
• 2. Lee H.C., Lee Y., Lee S.Y., Choi S., Lee D.L., Im Y.T., Tool life prediction for the bolt forming process based on high-cycle fatigue and wear, J. of Mat. Proces. Techn., 201 (2008). 348-353.
• 3. Borowski J., Rybak T., Ignatiev M., Weinert H., Dobrovnik I., Leshchynsky V., Nanocomposite PVD coatings applied to cold plastic forming tools, Materials Science Forum, Vol. 674 (2011), 105-112.
• 4. Podgornik B., Zajec B., Bay N., Vizintin J., Application of hard coatings for blanking and piercing tools, Wear, 270 (2011), 850-856.
• 5. Rutherford K.L., Bull S.J., Doyle E.D., Hutchings I.M., Laboratory characterization of the wear behaviour of PVD-coated tool steels and correlation with cutting tool performance, Surf. Coat. Technol., 80(1996), 176-180.
• 6. Stoiber M., Panzenbock M., Mitterer C., Lugmair C., Fatigue properties of Ti-based hard coatings deposited onto tool steels, Surf. Coat. Technol, 142-144(2001). 117-124.
• 7. Imbeni V., Martini C., Lanzoni E., Poli G., Hutchings I.M., Tribological behaviour of multi-layered PVD nitride coatings, Wear, 251 (2001). 997-1002.
• 8. Holmberg K., Matthews A., Coatings Tribology: Properties, Mechanisms, Techniques and Applications in Surface Engineering, Elsevier, Amsterdam 2009.
• 9. Donnet C., Erdemir A., Tribology of Diamond-like Carbon Films: Fundamentals Applications, Springer, NY, 2009
• 10. Popp U., Engel U., Microtexturing of cold-forging tools - influence on tool life, Proc. IMechE Part B: J. Engineering Manufacture, Vol. 220 (2006), 27-34.
• 11. Dubois A., Dubar L., Dubar M., Oudin J., Characterization of friction at the tool-billet interface in the cold forging of steel, Mec. Ind. (2000) 1, 639-649.