Wpływ nagniatania odśrodkowego na mikrostrukturę i mikrotwardość stali C45 po procesie cięcia laserem

• Autorzy: Skoczylas A. , Zaleski K. , Szewczyk S.

Warianty tytułu

EN

Investigation of the effect of centrifugal burnishing on the microstructure and microhardness of C45 steel after laser cutting

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i mikrotwardości warstwy wierzchniej stali niestopowej C45 po cięciu laserem oraz cięciu laserem i nagniataniu odśrodkowym. Występowanie niezgodności na krawędziach i powierzchniach wycinanego elementu, przemiany mikrostrukturalne oraz obecność faz tlenkowych stanowią przesłanki do przeprowadzenia obróbki wykończeniowej. Aby móc przeprowadzić efektywną obróbkę, należy poznać właściwości obszarów przykrawędziowych po cięciu laserem. Jako obróbkę wykończeniową zastosowano nagniatanie odśrodkowe przeprowadzone na pionowym centrum obróbkowym dla stałych parametrów: prędkość obwodowa głowicy vg = 1143 m/min, prędkość posuwu vf = 3648 mm/min oraz przesuw poprzeczny fp = 0,08 mm. Przeprowadzone nagniatanie pozwoliło na umocnienie obszaru przykrawędziowego (głębokość zmian sięga ok. 63 µm od krawędzi) oraz doprowadziło do przemian mikrostruktury.

EN

The paper presents the results of the study on microstructure and microhardness of the surface layer of unalloyed C45 steel after laser cutting and after laser cutting combined with centrifugal burnishing. The occurrence of the inconformity on the edges and surfaces of the cut out element, microstructural transformations and the presence of the oxide phase are the prerequisites for performing the finish work. In order to be able to perform an effective finishing, it is necessary to know the properties of the regions in the vicinity of the cut edge after laser cutting. As the finish work centrifugal burnishing which was performed on a vertical machining center for the fixed parameters was applied: tangential velocity of the head vg = 1143 m/min, feed rate vf = 3648 mm/min and cross travel fp = 0.08 mm. The application of burnishing made it possible to strengthen the regions at the cut edge, the depth of the changes is approx. 63µm from the edge, and led to the transformations of microstructure.

Słowa kluczowe

PL

cięcie laserem; nagniatanie odśrodkowe; mikrostruktura; mikrotwardość

EN

laser cutting; centrifugal burnishing; microstructure; microhardness

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 2
• Strony: 17--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Skoczylas A.

• Politechnika Lubelska Wydział Mechaniczny Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji

autor

Zaleski K.

• Politechnika Lubelska Wydział Mechaniczny Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji

autor

Szewczyk S.

• Politechnika Lubelska Katedra Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1. Klimpel A.: Technologie laserowe. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012.
• 2. Grum J., Zuljan D.J.: Analysis of heat effects in laser cutting of steels. „Journal of Materials Engineering and Performance” 1996, vol. 5, issue 4, s. 526–537.
• 3. Trela S.: Badania wpływu cięcia laserowego na twardość stali nisko- i średniowęglowych. „Mechanik” 2004, nr 12, s. 877–878.
• 4. Bylica A., Bochnowski W., Więcek G.: Naprężenia własne w stali C45 nadtapianej laserowo. „Archiwum Odlewnictwa” 2006, nr 19, s. 43–48.
• 5. Mazurkiewicz A., Deja G.: Jakość cięcia plazmowego i laserowego wybranych materiałów. „Logistyka” 2014, nr 3, s. 4240–4249.
• 6. Iordanova I., Antonov V., Gurkovsky S.: Changes of microstructure and mechanical properties of cold-rolled low carbon steel due to its surface treatment by Nd:glass pulsed laser. „Surface and Coatings Technology” 2002, 153, s. 267–275.
• 7. Salem H.G., Mansour M.S., Badr Y., Abbas W.A.: CW Nd:YAG laser cutting of ultra low carbon steel thin sheets using O2 assist gas. „Journal of Materials Processing Technology” 2008, 196, p. 64–72.
• 8. Sheng P.S., Joshi V.S.: Analysis of heat-affected zone formation for laser cutting of stainless steel. „Journal of Materials Processing Technology” 1995, 53, p. 879–892.
• 9. Sirotkin O.S., Blinkow V.V., Kondratiuk D.I., Michalski J., Nakonieczny A., Wach P.: Precyzyjna obróbka laserowa, jako końcowa operacja wytwarzania części maszyn. „Inżynieria Powierzchni” 2010, nr 3, s. 54–61.
• 10. Górka J., Skiba R.: Wpływ procesów cięcia termicznego i strumieniem wody na właściwości i jakość powierzchni ciętych stali niskostopowych o wysokiej granicy plastyczności. „Przegląd Spawalnictwa” 2013, nr 2, s. 11–18.
• 11. Pakos R.: Wpływ metody cięcia na właściwości stalowej krawędzi ciętej. „Przegląd Spawalnictwa” 2012, nr 8, s. 54–57.
• 12. Stępień J., Gawor J.: Określenie zasięgu, właściwości i struktury strefy wpływu ciepła w procesie wycinania laserowego. „Prace Instytutu Metalurgii Żelaza” 2004, nr 4, s. 53–55.
• 13. Keles O., Oner U.: A Study of the Laser Cutting Process: Influence of Laser Power and Cutting Speed on Cut Quality. „Lasers in Engineering” 2010, 20, p. 319–327.
• 14. Powell J.: Laser Cutting, Springer Verlag, London 1993.
• 15. Hsu M.J., Molian P.A.: Off-Axial, Gas-Jet-Assisted, Laser Cutting of 6.35-mm Thick Stainless Steel. „Journal of Engineering for Industry” 1995, vol. 117, p. 272–276.
• 16. Leszczyńska-Madej B., Richert M., Sak T.: Effect of unconventional methods of cutting on microstructure, topography and microhardness changes in steel. „Metallurgy and Foundry Engineering” 2012, vol. 38, no. 2, p. 109–115.
• 17. PN-EN ISO 12584:2004: Niezgodności w procesach cięcia płomieniowego tlenowo-gazowego, cięcia wiązką laserową i cięcia plazmowego. Terminologia.
• 18. Muzykiewicz W., Łach A.: Analiza możliwości wykonania gęstych perforacji blach niekonwencjonalnymi technikami wysokoenergetycznymi. „Obróbka Plastyczna Metali” 2007, nr 1, s. 13–21.
• 19. Feldshtein E., Koman I.: Wycinanie laserowe elementów o dużej grubości w blachach ze stali nierdzewnej. „Przegląd Mechaniczny” 2010, nr 4, s. 13–18.
• 20. Zaleski K., Skoczylas A.: Struktura geometryczna powierzchni stali po cięciu laserowym i nagniataniu odśrodkowym. „Przegląd Mechaniczny” 2015, nr 6, s. 32–36.
• 21. PN-EN 10083-1:2008: Stale do ulepszania cieplnego. Część 1: Ogólne warunki techniczne dostawy.
• 22. Przybyłowicz K.: Metaloznawstwo. WNT, Warszawa 1992.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).