Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ductility improvement of high carbon steel by alternate wire drawing method

Nagashima H., Yoshida K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 70, nr 1

29--35

EN

Purpose: High carbon steel wires have been widely used in industrial products such as bridge cables and steel cords for automotive tires due to their high mechanical strength and high fatigue characteristics. The wires are expected to have higher strength and smaller diameter in the future. Wire drawing is carried out to measure up to these requirements. However, after the processing, tensile strength increases, but ductility decreases due to the shear deformation on the wire surface. This research focuses on increasing the ductility for high carbon steel wires for production. Design/methodology/approach: As a process for obtaining wires with high strength, high ductility, and high fatigue strength, “alternate drawing” is proposed. Alternate drawing is a wire drawing process where the direction of the material flow is changed every few passes. Findings: And tensile test, torsion test, FEM analysis, and bending test were carried out to investigate the effect on alternate drawing on the ductility of the drawn wire. And then the results were compared with those of wires processed by conventional drawing. It is revealed that mechanical properties of wires processed by alternate drawing have been improved by the decrease of additional shear- strain accumulation on the wire surface portion. Research limitations/implications: This research is focused on the improvement of ductility, so in it the future we hope to achieve even lower drawing diameters and make finer wires. Practical implications: These fine high carbon steel wires could be used for making steel cord for vehicle tires, production of springs and production of steel ropes for industrial purposes. Originality/value: This paper is based on a previous research from Tokai University’s Yoshida Laboratory, but all the experiments and results were conducted by me.

2

Analysis of the Heating of Steel Wires During High Speed Multipass Drawing Process

Suliga M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1475--1480

EN

The analysis of the heating of the wire including theoretical studies showed that in the multistage drawing process a increase drawing speed causes intense heating of a thin surface layer of the wire to a temperature exceeding 1100°C, which should be explained by the accumulation of heat due to friction at the interface between wire and die. It has been shown that with increasing of drawing speed the heated surface layer thickness measured at the exit of the wire from the dies is reduced significantly and at drawing speed of 25 m/s is equal to about 68 μm. The decrease in the thickness of this layer can be explained by a shorter time of heat transfer to the wire, which causes additional heat accumulation in the surface layer. Thus fivefold increase in drawing speed caused an approximately 110% increase in the temperature in the surface layer of the wire. Experimental studies have shown that the increase of drawing speed of 5 to 25 m/s will increase the temperature of the wire after coiled on the spool more than 400%.

PL

Analiza nagrzewania się drutu obejmująca badania teoretyczne, wykazała że w procesie ciągnienia wielostopniowego wzrost prędkości ciągnienia powoduje intensywne nagrzewanie się cienkiej warstwy wierzchniej drutu, do temperatury przekraczającej 1100°C co należy tłumaczyć kumulacją ciepła spowodowanego tarciem na styku drutu i ciągadła.Wykazano, że wraz ze wzrostem prędkości ciągnienia grubość nagrzanej powierzchniowej warstwy drutu mierzonej na wyjściu z drutu z ciągadła zmniejsza się znacząco i przy prędkości ciągnienia 25 m/s wynosi ona około 68 μm. Spadek grubości tej warstwy można tłumaczyć krótszym czasem wnikania ciepła do drutu, co powoduje dodatkową kumulację ciepła w jego warstwie wierzchniej. Stąd pięciokrotny wzrost prędkości ąiagnienia spowodował około 110% wzrost temperatury w warstwie wierzchniej drutu. Badania eksperymentalne wykazały, że wzrost prędkości ciągnienia z 5 do 25 m/s spowoduje wzrost temperatury drutu po nawinięciu na szpulę zbiorcza o ponad 400%.

3

Analiza procesu ciągnienia drutu z małym gniotem końcowym w układzie tandem

Bartosiński P., Muskalski Z., Wiewiórowska S., Kucharska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 1

14--16

PL

W pracy przedstawiono analizę teoretyczną wpływu procesu ciągnienia drutów z małym (ok. 2%) gniotem końcowym, przez ciągadła w układzie tandem, na nierównomierność dokształcenia oraz naprężenia własne I rodzaju. Analizę numeryczną procesu ciągnienia przepro- wadzono w programie Drawing 2D. Dla drutów ciągnionych konwencjonalnie oraz w układzie tandem wyznaczono rozkłady odkształcenia postaciowego, intensywności odkształcenia oraz naprężenia własne. Wykazano, że proces ciągnienia drutów z małym gniotem końcowym przez ciągadła w układzie tandem wpływa na wartość odkształcenia postaciowego w warstwie przypowierzchniowej drutu oraz na rozkład wzdłużnych naprężeń własnych I rodzaju.

EN

In the work the theoretical analyses of the influence of drawing process with small final reduction (about 2%) in tandem system on inhomogeneity of strain and residual stresses has been shown. The numerical analysis of the wire drawing process in Drawing 2D program has been done. For wires drawn in conventional and tandem system the distributions of redundant strain, effective strain and residual stresses. It has been proved that wire drawing process in tandem system with small final reduction has an influence on redundant strain in surfaces layer of drawn wires and changes the distribution of longitudinal residual stresses.

4

Wpływ prędkości ciągnienia na nierównomierność odkształcenia w procesie wielostopniowego ciągnienia drutów wysokowęglowych

Suliga M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

888--891

PL

W niniejszej pracy przedstawiono modelowanie numeryczne wpływu prędkości ciągnienia na nierównomierność odkształcenia drutów ze stali wysokowęglowej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono w oparciu 0 program komputerowy Drawing 2D. W celu odzwierciedlenia rzeczywistych warunków procesu ciągnienia do programu wprowadzono współczynniki tarcia wyznaczone w warunkach przemysłowych na ciągarce wielostopniowej. Dla drutów ciągnionych z prędkościami 5-20 m/s, wyznaczono rozkłady odkształcenia postaciowego i intensywności odkształcenia. Zastosowanie w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych dużych prędkości ciągnienia przyczynia się do znaczącego wzrostu nierównomierności odkształcenia na przekroju porzecznym ciągnionych drutów. Warstwy wierzchnie drutów ciągnione z prędkością 20 m/s, w stosunku do drutów ciągnionych z prędkością 5 m/s charakteryzowały się 0 około 8% większą intensywnością odkształcenia oraz o ponad 40 % większymi odkształceniami postaciowymi.

EN

The theoretical analysis of the inﬂuence of the drawing speed on inhomogeneity of strain in drawing process of high carbon steel wires has been done. The numerical analyses on the base of Drawing 2D program has been conducted. In order to reﬂect the true condition of drawing process the friction coefficients obtained in industry condition on multipass drawing machine for the program has been introduced. For wires drawn with speed 5-20 m/s speed the distributions of redundant strain and effective strain were determined. The application in drawing process of high carbon steel wires high drawing speed causes decrease of inhomogeneity strain on cross section drawn wires. The surface layers of wires drawn with speed 20 m/s, in comparison to wires drawn with speed 5 m/s decrease the 8% of effective strain and the 40% redundant strain have been noted.

5

The influence of die approach and bearing part of die on mechanical-technological properties of high carbon steel wires

Adamczyk J., Suliga M., Pilarczyk J.W., Burdek M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 4

1105-1110

EN

In this work the influence of the die approach and bearing part of die on mechanical-technological properties of high carbon steel wires has been assessed. The drawing process of φ5.5 mm wires to the final wire of φ2.9 mm was conducted in 6 passes, by means of a multi-die drawing machine Koch type. The drawing speeds in the last passes were: 7 m/s. For wires drawn according to four variants the investigation of mechanical-technological properties has been carried out, in which yield strength, tensile strength, uniform and total elongation, reduction of area, the number of twists and the number of bends were determined. On the basis of numerical analyses wire drawing process, the influence of geometry of die on redundant strain and effective strain has been determined. The investigations have shown the essential influence of geometry of die on mechanical-technological properties of high carbon steel wires. It has been shown that the increase of strength properties in wires drawn with high die angle is related to the occurrence in their bigger effective strain.

PL

W pracy określono wpływ części roboczej i kalibrującej ciągadła na własności mechaniczno-technologiczne drutów ze stali wysokowęglowej. Proces ciągnienia drutów o średnicy 5,5 mm na średnice końcowa 2,9 mm zrealizowano w 6 ciągach na ciągarce wielostopniowej typu Koch. Prędkość ciągnienia na ostatnim ciągu wynosiła 7 m/s. Dla drutów ciągnionych według czterech wariantów ciągnienia, przeprowadzono badania własności mechaniczno-technologicznych, w których określono umowna granice plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie równomierne i całkowite, przewężenie, liczba skręceń i liczbę zgięć. Natomiast w oparciu o analizę teoretyczna procesu ciągnienia określono wpływ geometrii ciągadła na odkształcenia postaciowe i intensywność odkształcenia. Przeprowadzone badania wykazały istotny wpływ geometrii ciągadła na własności mechaniczno-technologiczne oraz nierównomierność odkształcenia drutów ze stali wysokowęglowych. Stwierdzono, ze wzrost własności wytrzymałościowych w drutach ciągnionych z dużymi wartościami kata ciągnienia związany jest z ich większa intensywnością odkształcenia.

6

Novel techniques for measurement of residual stress in axial direction of heavily cold drawn thin-sized steel wires by focused ion beam and its application

Bae J. G., Ban D. Y., Yang Y. S., Park C. G.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 1

8-13

EN

Residual stress in the axial direction of the heavily cold drawn steel wires has been measured by a method based on the combination of the dual focused ion beam (FIB) milling and digital image correlation program. The residual stress was calculated from the measured displacement field before and after the introduction of a slot along the steel wires. The displacement was obtained by the digital correlation analysis of high-resolution scanning electron micrographs, while the slot was introduced by FIB milling under high energy beam of 30 kV. The fitting of the experimental results to an analytical model with the independent Young's modulus determined allows us to find the residual stress.

PL

Pomiar wzdłużnych naprężeń własnych w drutach stalowych po procesie ciągnienia określono w oparciu o frezowanie skupioną wiązką jonową (FIB) połączoną z programem do korelacji obrazu. Pomiar naprężeń własnych obliczono z pomiaru przemieszczenia pola przed i po wprowadzeniu wzdłużnej szczeliny w drutach stalowych. Przemieszczenie uzyskano poprzez analizę cyfrowej korelacji wysokorozdzielczego mikroskopu skaningowego. Szczelina została uzyskana z zastosowaniem frezowania skupioną wiązką jonową (FIB), przy wiązce energii 30 kV. Dopasowanie wyników doświadczalnych do modelu analitycznego z niezależnymi modułami Yunga umożliwia wyznaczenie naprężeń własnych.

7

The analysis of high speed wire drawing process

Muskalski Z., Sosna S., Suliga M., Wiewiórkowska S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 9

517-519

EN

The simplest way of intensification of wire drawing process is the increase of drawing speed. Recently, in drawing mills is introduced the dry drawing technologies with high speed (15÷30 m/s). High speed wire drawing causes a lot of insoluble the theoretical and practical problems, which are related to the influence of drawing speed on chanical-technological properties and fatigue strength of wires. The drawing speed has also an effect on the friction conditions, and these last one have influence on inhomogeneity of strain in wires and on wearing of dies. In the work the theoretical investigation on the base of Drawing2D program and experimental wire drawing process of high carbon steel wires with two variants has been done. First variant with 0.5 m/s drawing speed in all drafts and second one with increasing drawing speed up to 20 m/s in last drafts has been done. The experimental investigation in technical and technological conditions using in drawing factories in ZDB a.s. Bohumin in Czech Republic was done. It was found that high drawing speed have the influence on mechanical properties of drawn wires. Applied at present lubricants and lubricants carries cause worsening friction conditions. Presented at work research findings could be a base of trace new directions of modification of high speed wire drawing.

PL

Najprostszą drogą do intensyfikacji procesu ciągnienia drutów jest zwiększenie prędkości ciągnienia. Ostatnio w wielu zakładach wprowadza się technologie ciągnienia na sucho z dużymi prędkościami (15÷30 m/s). Przy ciągnieniu z dużymi prędkościami wyłania się jednak wiele nierozwiązanych problemów technologicznych. Problemy te wynikają zarówno z wpływu prędkości ciągnienia na warunki tarcia (związane ze stosowanymi obecnie smarami i warstwami podsmarowymi), które wpływają na nierównomierność odkształcenia w drutach oraz na własności mechaniczne, technologiczne i wytrzymałość zmęczeniową drutów. W pracy przedstawiono badania teoretyczne (z wykorzystaniem programu do symulacji wielostopniowego ciągnienia Drawing2D) i eksperymentalne procesu ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowej z prędkościami 0,5 m/s w każdym ciągu oraz z prędkościami rosnącymi do 20 m/s w ostatnim ciągu. Badania eksperymentalne zrealizowano w warunkach technicznych i technologicznych stosowanych w zakładach ciągarskich ZDBa.s. Bohumin w Republice Czeskiej. Stwierdzono, że duża prędkość ciągnienia wpływa niekorzystnie na własności mechaniczne ciągnionych drutów, gdyż przy stosowanych obecnie smarach i warstwach podsmarowych następuje pogorszenie warunków tarcia. Przedstawione w pracy badania mogą stanowić podstawę do wytyczenia kierunków modyfikacji technologii ciągnienia drutów z dużymi prędkościami.

8

Wpływ gniotu pojedynczego na nierównomierność odkształcenia w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych

Suliga M., Muskalski Z., Wiewiórkowska S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 7

483-486

PL

W niniejszej pracy przedstawiono analizę teoretyczną wpływu wielkości gniotów pojedynczych na nierównomierność odkształcenia w procesie ciągnienia drutów ze stali wysokowęglowej. Analizę numeryczną procesu przeprowadzono opierając się na programie komputerowym Drawing 2D. Dla drutów ciągnionych z średnim gniotem pojedynczym 26,5 %, 15,5 % oraz 10,4 % wyznaczono rozkłady odkształcenia postaciowego i intensywności odkształcenia. Zastosowanie w procesie ciągnienia drutów wysokowęglowych małych wartości gniotów pojedynczych przyczynia się do obniżenia nierównomierności odkształcenia na przekroju porzecznym ciągnionych drutów.

EN

The theoretical analysis of the influence of the value of single draft on inhomogeneity of strain in drawing process of high carbon steel wires has been done. The numerical analysis on the base of Drawing 2D program has been performed. For wires drawn with medium single draft 26.5 %, 15.5 % and 10.4 % the distributions of non-dilatation strain and effective strain were determined. The application of drawing process of high carbon steel wires with small values of single drafts causes decrease of inhomogeneity strain on cross section of drawn wires.