Premature cracking of dies for aluminium alloy die-casting

• Autorzy: Pawłowski P. , Bała P. , Tokarski T. , Krawczyk J.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0147

Warianty tytułu

PL

Przedwczesne pękanie matryc do ciśnieniowego odlewania stopów aluminium

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two identical dies for aluminium alloy die-casting failed prematurely because of a number of parallel cracks on the working surface. These cracks were of a mechanical nature related to incorrect microstructural banding orientation of the die core and related to improper heat treatment. The microstructural banding orientation was determined by metallographic examination of the specimens, which were cut from the dies along the three axes of the coordinate system. Scanning electron microscopy (SEM) examination of the fracture surfaces and along the crack path (including energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis) indicated that the root cause of the premature cracking of the dies was improper heat treatment (quenching and tempering conditions). Additionally, resistance to fracture of the investigated specimens, as measured by the Charpy V-notch test, was five times lower than that required for the desired hardness.

PL

Dwie identyczne matryce do ciśnieniowego odlewania stopów aluminium zostały przedwcześnie wycofane z eksploatacji z powodu wystąpienia na ich powierzchniach roboczych szeregu równoległych pęknięć. Kierunek propagacji pęknięć pokrywał się z kierunkiem pasmowości mikrostrukturalnej a samo tworzenie się pęknięć było skutkiem niewłaściwej obróbki cieplnej matryc. Stwierdzono nieprawidłową orientację geometryczną matrycy względem kierunku włókien struktury pierwotnej. Badania przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego z wykorzystaniem techniki EDS wykazały, że przyczyną powstawania pęknięć matryc była nieprawidłową przeprowadzona obróbki cieplna matryc.

Słowa kluczowe

EN

die failure; die-casting; hot-work tool steel; heat treatment

PL

odlewanie ciśnieniowe; obróbka cieplna; stal narzędziowa do pracy na gorąco

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1275--1279
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Pawłowski P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metal Engineering, and Industrial Computer Science, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Bała P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metal Engineering, and Industrial Computer Science, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Tokarski T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metal Engineering, and Industrial Computer Science, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Krawczyk J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metal Engineering, and Industrial Computer Science, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] J. R. Davis, (ed.), Tool Materials. ASM Specialty Handbook, ASM International, 1995.
• [2] Z.-X. Jia, J.-Q. Li, Y. Q. Wang, Cover die service life improvement by biomimetic laser-remelting process and CAE simulation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 1-9 (2012).
• [3] Y. Wang, Astudy of PVDcoatings and die materials for extended die-casting die life. Surfaces and Coatings Technology 94-96, 60-63 (1997).
• [4] A. Srivastava, V. Joshi, R. Shivpuri, Computer modelling and prediction of thermal fatigue cracking in die-casting tooling. Wear 256, 38-43 (2004).
• [5] B. Kosec, M. Sokovic, G. Kosec, Failure analysis of dies for aluminium alloys die-casting. Achievements in Mechanical and Materials Engineering, 339-342 (2005).
• [6] B. Kosec, Failures of dies for die-casting of aluminium alloys. Metalurgija 47(1), 51-55 (2008).
• [7] M. Muhic, J. Tusek, F. Kosel, D. Klobcar, Analysis of die casting tool material. Journal of Mechanical Engineering 56(6), 351-356 (2010).
• [8] M. Muhic, J. Tusek, F. Kosel, D. Klobcar, M. Pleterski, Thermal fatigue cracking of die-casting dies. Metalurgija 49(1), 9-12 (2010).
• [9] D. Klobcar, L. Kosec, B. Kosec, J. Tusek, Thermo fatigue cracking of die casting dies. Engineering Failure Analysis 20, 43-53 (2012).
• [10] K. K. Iyer, Dievar - for improved die performance of large tools. Metalworld 5, 23-25 (2008).
• [11] Uddeholm Dievar. Uddeholms AB Sweden brochure, Edition 9, 2012.
• [12] NADCA Die Material Committee: Special Quality Die Steel & Heat Treatment Acceptance Criteria for Die Casting Dies, NADCA #207-2008, North America Die Casting Association, 2008.
• [13] J. Sjöström, Chromium martensitic hot-work tool steels - damage, performance and microstructure, Doctoral thesis, Karlstad University, Sweden, 2004.