Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The use of a measuring arm with a laser scanner for analysis and support of regenerative surfacing processes of forging dies

Kaszuba Marcin D., Widomski Paweł, Kiełczawa Tomasz, Gronostajski Zbigniew

Welding Technology Review

|

2020

|

R. 92, nr 3

23--32

EN

The article presents the results of research conducted in order to develop the technology of regenerative surfacing of forging dies. The selected example shows how the use of a measuring arm with a laser scanner can be used to support the regeneration process. The tests were conducted in industrial conditions of a forging die. The analysis of the regeneration process was carried out at each of 4 stages: after wear in the forging process, after initial machining, after regenerative surfacing and after final machining. It has been shown that scanning can be used to develop programs for mechanical pre-treatment, to measure the volume of padding welds, to determine the amount of finishing allowance, to verify the effectiveness of the surfacing process and to control the quality of the die before the forging process. The obtained results confirmed the effectiveness of the regeneration carried out. In terms of performance, it has been shown that too much padding weld's material is a machining allowance. For this reason, the treatment is time and energy consuming and about 68% of the padding weld's material is waste or chips. The analysis showed the possibility of saving up to 45% of the weld metal material by using reasonable allowances of smaller thickness. These results indicate the need to modify the regeneration technology and the legitimacy of using robotic surfacing, which can provide greater precision and repeatability in the laying of padding weld’s beads. The next stage of research will be robotization of the analyzed forging die regeneration process using WAAM technology.

PL

Artykuł prezentuje efekty badań prowadzonych w celu rozwoju technologii napawania regeneracyjnego matryc kuźniczych. Na wybranym przykładzie pokazano w jaki sposób zastosowanie ramienia pomiarowego ze skanerem laserowym może służyć do wspomagania procesu regeneracji. Badania prowadzono w przemysłowych warunkach kuźni matrycowej. Analizę procesu regeneracji prowadzono na każdym z 4 etapów: po zużyciu w procesie kucia, po wstępnej obróbce mechanicznej, po napawaniu regeneracyjnym oraz po wykańczającej obróbce mechanicznej. Wykazano, że skanowanie może być wykorzystywane do opracowania programów wstępnej obróbki mechanicznej, do pomiaru objętości napoin, do określenia wielkości naddatku na obróbkę wykańczającą oraz do weryfikacji skuteczności procesu napawania i kontroli jakości matrycy przed procesem kucia. Uzyskane wyniki potwierdziły skuteczność przeprowadzonej regeneracji. W aspekcie wydajności wykazano, że zbyt wiele materiału napoiny stanowi naddatek pod obróbkę mechaniczną. Z tego powodu obróbka jest czaso- i energochłonna a ok. 68% materiału napoiny stanowi odpad czyli wióry. Przeprowadzona analiza wykazała możliwość zaoszczędzenia do 45% materiału stopiwa przy zastosowaniu rozsądnych naddatków o mniejszej grubości. Wyniki te wskazują na konieczność modyfikacji technologii regeneracji oraz zasadność stosowania napawania zrobotyzowanego, które może zapewnić większą precyzję i powtarzalność przy układaniu ściegów napoiny. Kolejnym etapem badań będzie robotyzacja analizowanego procesu regeneracji matrycy kuźniczej przy wykorzystaniu technologii WAAM.

2

Możliwości zastosowania mas r aplikacyjnych w pomiarze zużycia powierzchni roboczych matryc kuźniczych z głębokimi wykrojami z wykorzystaniem skanowania laserowego 3D

Hawryluk M., Kuran M., Ziemba J., Janik M.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 4

25--33

PL

W artykule zaprezentowano możliwości zastosowania metody replikowania geometrii narzędzia kształtującego wyrób w procesie kucia dokładanego na gorąco do kontroli cech geometrycznych z wykorzystaniem techniki skanowania laserowego 3D. Spośród kilkunastu mas o rożnych właściwościach i przeznaczeniu, badaniom poddano dwie masy do replikowania o zbliżonych parametrach, którymi wypełniono matrycę kuźniczą o głębokim -wykroju roboczym stosowaną w procesu wyciskania współbieżnego. Uzyskane wyniki wykazały, że w oparciu o wybrane parametry charakteryzujące masy replikacyjne oraz własne badania możliwy jest dobór optymalnej masy dla pomiarów wykonywanych metodą skanowania 3D ze względu na najlepsze odwzorowanie warstwy wierzchniej i zminimalizowanie deformacji pojawiającej się podczas usuwania replik z mierzonych wykrojów roboczych matryc. Zaproponowane podejście wykorzystujące pomiar w technice skanowania 3D mas replikacyjnych powierzchni narzędzi umożliwia przeprowadzanie badań nieniszczących dla pełnych roboczych powierzchni matryc kuźniczych o głębokich wykrojach i -wspomaganie procesu podejmowania decyzji o ich dalszej eksploatacji poprzez miarodajne określenie ich zużycia.

EN

The article presents the possibilities of using the method of replicating the geometry of the tool shaping the product in the hot forging process for the control of geometric features using 3D laser scanning. Out of a dozen or so masses with different properties and purpose, two masses for replication with similar parameters were tested, which were filled with a forging die with a deep working cavity used in the process of forward extrusion. The obtained results showed that on the basis of the selected parameters characterizing replication masses and own test s, it is possible to select the optimal mass for 3D scanning measurements due to the best mapping of the surface layer and the minimization of the deformations occurring when removing the replicas from the measured working cavities of the dies. The proposed approach using measurement in the 3D scanning technique of replicate masses of tool surfaces enables to perform non-destructive testing of full working surfaces of forging dies with deep cavities and to support decision making about their further exploitation by the reliable determination of their wear.

3

Analiza i opracowanie efektywnego sposobu wstępnego nagrzewania narzędzi do kucia na gorąco

Widomski P., Skwarski M., Rychlik M.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2017

|

Vol. 5, no. 1

27--32

PL

Artykuł obejmuje przegląd i ocenę dostępnych metod wstępnego nagrzewania narzędzi kuźniczych. Następnie zawiera kompleksową analizę zmian temperatury, jakie zachodzą na powierzchni i bezpośrednio pod powierzchnią matryc kuźniczych podczas wstępnego ich nagrzewania. Dla wybranej metody grzania wstępnego materiałem wsadowym opracowano szczegółowe wytyczne dotyczące sposobu i czasu nagrzewania wkładek matrycowych. Przygotowano również szczegółowe wytyczne grzania narzędzi na dwóch wybranych prasach.

EN

This article contains an overview of available preheating methods which are commonly used in hot forging processes. Then a comprehensive analysis of the temperature changes that occur on the surface and directly below the surface of the forging die was carried out during the preheating process. The temperature measurement was performed with fast thermal camera and a thermocouple inserted inside the tool. The temperature was measured in traditional preheating process, and its value after preheating was about 200ºC, which can be acceptable, however this process was improper, because of possibility of tempering surface layer of forging tool. That’s why new method of preheating tools in contact with heated billets was developed and detailed instructions for time and layout of billets were prepared. The tool temperature was measured also after application of new method presented in this manuscript, and it reached over 200ºC after two preheating cycles. After three cycles of preheating also good results obtained because temperature in surface layer was about 260ºC. In conclusion, method proposed by authors obtained good result, is quite efficient and prevents from tempering of forging tools. Finally, two pre-heating instructions were prepared, for the Massey 2500T press and the Massey 1300T press, which are attached at the end of the manuscript.

4

Ocena wielkości zużycia matrycy do kucia pierścieni synchronizatora na podstawie optycznego skanowania i badań metalograficznych

Pachutko B., Lulkiewicz J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2016

|

T. 27, nr 2

107--118

PL

W publikacji przedstawiono wyniki optycznego skanowania matrycy do kucia pierścieni synchronizatora typu 682 oraz badań metalograficznych, które przeprowadzono po eksploatacji matrycy. Matrycę wytworzono i eksploatowano w Fabryce Armatur „Swarzędz” Sp. z o.o. Matrycę po ulepszeniu cieplnym azotowano gazowo metodą ZeroFlow w Politechnice Poznańskiej, w procesie dwustopniowym przy następujących parametrach: I stopień: 490°C, 1 h, Np=15 atm-1 II stopień: 550°C, 43,5 h, Np=0,3 atm-1/2. Warstwa azotowana charakteryzowała się twardością przy powierzchni ok. 1000 HV 0,1, grubością wynoszącą 0,25 mm i jedynie drobnymi wydzieleniami azotków żelaza w strefie azotowania wewnętrznego. Technologia azotowana metodą ZeroFlow miała być konkurencyjna do technologii azotowania jarzeniowego prowadzonego w temperaturze ok. 550°C w czasie 10 h pod względem braku występowania siatkowego układu wydzieleń fazy γ’ w strukturze strefy dyfuzyjnej α. We wcześniej prowadzonych badaniach zaobserwowano podatność warstwy azotowanej z siatkowym układem wydzieleń azotków żelaza do jej wykruszania podczas eksploatacji. Optyczne skanowanie matrycy wykonano po procesie azotowania i po eksploatacji matrycy. Planowano wykonanie 3000 sztuk pierścieni synchronizatora na badanej matrycy. Jednak po 2500 cyklach kucia pierścieni stwierdzono wyginanie się kolejnych pierścieni. Dlatego przeprowadzono badania metalograficzne na próbkach wyciętych z matrycy w celu wyjaśnienia przyczyny jej przedwczesnego zużycia. Największe zużycie materiału matrycy wystąpiło w obszarach promienia powierzchni kształtującej powierzchnię pierścienia synchronizatora i krawędzi otworu o średnicy ok. 104 mm. W tych obszarach zaobserwowano największe pęknięcia i największą redukcję grubości warstwy azotowanej.

EN

This publication presents the results of optical scanning of a 682-type die for forging of synchronizer rings and of metallographic examinations, which were performed after exploitation of the die. The die was manufactured and exploited at the Fabryka Armatur “Swarzędz” Sp. z o.o. After heat treatment, the die was subjected to ZeroFlow gas nitriding at the Poznań University of Technology, in a two-step process according to the following parameters: 1st step: 490°C, 1 h, Np=15 atm-1 2nd step: 550°C, 43.5 h, Np=0.3 atm-1/2. The nitrided layer was characterized by near-surface hardness of approx. 1000 HV 0.1, thickness amounting to 0.25 mm, and only fine precipitations of iron nitrides in the interior nitriding zone. ZeroFlow nitriding technology was to be competitive to ion nitriding conducted at a temperature of approx. 550°C over 10 h due 108 Ocena wielkości zużycia matrycy do kucia pierścieni synchronizatora na podstawie... Pachutko Beata, Jarosław Lulkiewicz. 2016. „Ocena wielkości zużycia matrycy do kucia pierścieni synchronizatora na podstawie optycznego skanowania i badań metalograficznych”. Obróbka Plastyczna Metali XXVII (2): 107–118. to the absence of a network of γ’-phase precipitations in the structure of the α diffusion zone. Susceptibility of nitrided layers with a network system of iron nitride precipitations to chipping during operation was observed in earlier studies. Optical scanning of the die was performed after the nitriding process and after exploitation of the die. It was planned to make 3000 synchronizer rings using the studied die. However, after 2500 ring forging cycles, bending of rings was observed. This is why metallographic examinations were performed on specimens cut out from the die in order to explain the causes of its premature wear-out. The greatest die wear occurred in areas of the radius of the surface forming the surface of the synchronizer ring and the edge of the hole with a diameter of approx. 104 mm. The largest cracks and greatest reduction of the nitrided layer were observed in these areas.

5

Influence of PVD coatings on fatigue properties of hybrid layers in high temperatures

Kacprzyńska-Gołacka J., Mazurkiewicz A., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

2013

|

nr 3

45--54

EN

Thermal fatigue is one of the most important mechanism of destroying tools operating in high temperatures, such as forging dies. Cyclical changes in the temperature gradient are a source of variable thermal stresses that cause the generation and propagation of thermal cracking in forging dies. Very effective operation of increasing the thermal fatigue resistance of forging dies is to shape the properties of the surface layer using surface engineering technology. One of the most perspective directions of the development of surface engineering is related to hybrid technologies. The best-known and widely used hybrid surface treatment technology is a combination plasma nitriding process with the PVD methods. The article presents the analysis of the impact of the different PVD coatings on the mechanism and intensity of the generation and propagation of cracks in the thermal fatigue hybrid layers “nitrided layer / PVD coating.”

PL

Zmęczenie cieplne jest jednym z najbardziej istotnych mechanizmów niszczenia narzędzi pracujących w warunkach intensywnych, cyklicznie zmiennych obciążeń cieplnych, jak np. matryce kuźnicze. Cykliczne zmiany gradientu temperatury pomiędzy powierzchnią i rdzeniem narzędzia są źródłem zmiennych naprężeń cieplnych, które są przyczyną generowania i propagacji pęknięć w matrycy kuźniczej. Bardzo skutecznym działaniem zwiększającym odporności na zmęczenie cieplne matryc kuźniczych jest kształtowanie właściwości ich warstwy wierzchniej poprzez wykorzystanie nowoczesnych metod inżynierii powierzchni. Jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków rozwoju rozwiązań inżynierii powierzchni są technologie hybrydowe. Najlepiej dotąd poznaną technologią hybrydową jest technologia łącząca proces azotowania plazmowego oraz proces osadzania powłoki metodą PVD. W artykule przedstawiono analizę wpływu różnych powłok PVD na mechanizm oraz intensywność generowania i propagacji pęknięć w procesie zmęczenia cieplnego warstw hybrydowych typu „warstwa azotowana + powłoka PVD”.

6

Nieniszczące badania naprężeń własnych i grubości warstwy azotowanej w matrycy do kucia pierścieni synchronizatorów przed oraz po eksploatacji

Pachutko B., Samolczyk J., Meller G.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2013

|

T. 24, nr 1

15--29

PL

W artykule przedstawiono wyniki nieniszczących badań naprężeń własnych metodą rentgenowską sin2Ψ oraz grubości warstwy azotowanej metodą prądów wirowych w matrycy nr 682/99 do kucia pierścieni synchronizatorów, nowej i po eksploatacji. Nowa matryca charakteryzowała się naprężeniami ściskającymi o wartości na poziomie ok. 500 MPa. W wyniku procesu kucia 3500 odkuwek pierścieni nastąpiła zmiana naprężeń na rozciągające o wartości na poziomie ok. 140 MPa. Zmiana znaku i wartości naprężeń spowodowana była zużyciem powierzchni roboczej wskutek niemal całkowitego starcia warstwy azotowanej oraz zmęczenia cieplnomechanicznego materiału matrycy w badanych obszarach. Zużycie matrycy oceniono na podstawie badań metalograficznych matrycy po eksploatacji. Badania grubości warstwy azotowanej na matrycy nowej i po eksploatacji, przeprowadzone metodą prądów wirowych, potwierdziły skuteczność i selektywność układu pomiarowego przy zastosowanej częstotliwości prądu magnesującego

EN

The paper presents the results of non-destructive testing of internal stresses by the x-ray sin2Ψ method and the thickness of the nitrided layer by eddy current method in synchronizer ring forging die no.682/99, new and after exploitation. The new die was characterized by compressive stresses at the level of about 500 MPa. As a result of forging 3500 ring forgings, the stress has changed into tensile one with the value of about 140 MPa. The change of the stress sign an value was due to the wear of the working surface wear resulting from almost total tear-off of the nitrided layer and thermo-mechanical fatigue of the die material in the tested areas. The die wear has been assessed on the basis of metallographic examinations of the die after exploitation. Examination of the nitrided layer thickness before and after exploitation, performed by eddy current method has proved the effectiveness and selectiveness of the measurement system with the applied frequency of the magnetizing current.

7

Comparative analysis of wear mechanism of different types of forging dies

Mazurkiewicz A., Smolik J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 49, nr 1

40-45

EN

Purpose: Hot working dies are influenced by three main factors causing their destruction: the cyclically changeable mechanical loads, intensive thermal shocks, as well as intensive friction, and erosion. The great variety of the shapes of forgings, the material they are made of (carbon steel, alloy steel, brass) and the precision of their production – whether they are supposed to undergo further treatment or are considered to be the final products – result in a variety of problems encountered in the production process. In this paper the wear mechanisms of different types of forging dies, covered by the composite layer “nitride layer / PVD coating” were analysed. Design/methodology/approach: In order to estimate the influence of the different shapes of forgings for their wear mechanism, it was decided to that maintenance tests on two series of tools with different shapes made of DIN 1.2344 steel, coated with composite layer “nitrided layer/CrN coating” needed to be taken. The first one was designed for production of gears pre-forging and the second one was designed for the production of steel synchronizer rings. Findings: The abrasive wear together with thermal-mechanical fatigue and plastic strain is a crucial factor of the process of wearing of forging dies for the production of forgings with high dimensional accuracy and not subject to further mechanical treatment. The variety of the shapes of the forging and the precision with which it is made have strong influence on the intensity of the abrasive wear of forging dies. Research limitations/implications: To ensure higher effectiveness of the application of hybrid technologies of surface treatment for the increase of the durability of forging dies, the complex analysis of the influence of such various aspects of the forging process as: surface treatment, the shape of the die and the cooling and lubricating system are necessary on the development of a new generation of dies with increased operational durability. Practical implications: The obtained results of the tests have been practically applied in the FA “Swarzędz” enterprise to increase the durability of the forging dies for steel synchronizer rings. Originality/value: In order to ensure a required level of effectiveness of the use of layered composites of the “nitrided layer/ PVD coating” type for the increase in the durability of forging dies, it is necessary to properly select the composites on the basis of the analysis of the intensity of forging dies wear mechanisms.

8

Zwilżalność powłok osadzanych techniką ARC PVD przez zawiesiny grafitowe

Rogowska R., Smolik J., Meller A.

Problemy Eksploatacji

|

2010

|

nr 1

101-110

PL

W artykule dokonano oceny wpływu różnych powłok PVD na skuteczność zwilżania ich powierzchni cieczami chłodząco-smarującymi wykorzystywanymi w procesie kucia matrycowego na gorąco. Opisano sposób wyznaczania zwilżalności powłok osadzanych metodą PVD na stali gatunku DIN 1.2365. Jako miarę zwilżalności przyjęto kąt zwilżania. Pomiary kąta zwilżania przeprowadzono dla różnych typów zawiesin grafitowych zarówno olejowych, jak i wodnych. Wybrane zawiesiny są powszechnie stosowane w przemyśle jako ciecze chłodząco-smarujące w operacjach kucia na gorąco.

EN

This paper appraises different PVD coatings in respect to their influence on the effectiveness of wetting their surfaces with cooling and lubricating liquids used in the matrix hot forging process. This paper provides a method of determining the wettability of coatings deposited by the PVD method on DIN 1.2365 type steel. Contact angle was adopted as a measure of wettability. It was then measured for several graphite suspensions in both oil and water. The chosen suspensions are commonly used in industry as cooling and lubricating liquids in hot forging operations.

9

The development of surface hybrid technologies as a result of practical industrial applications

Smolik J., Mazurkiewicz A.

Problemy Eksploatacji

|

2010

|

nr 3

105-114

EN

The paper presents the results of industrial implementations in the area of hybrid surface treatment technologies obtained at the Institute for Sustainable Technology - National Research Institute (ITeE-PIB) in Radom. Problems generated both at the stage of conducting research in the area of hybrid surface treatment technologies, as well as at the stage of their industrial implementation were discussed. The effective designing scheme of hybrid layer for specific maintenance applications adopted by ITeE-PIB in Radom was described and its efficacy, based on the example of industrial implementations, was proved. Further the properties of the designed and created hybrid layers of the diffusion layer/PVD coating type (morphology, phase structure, chemical composition, adhesion, mechanical properties) and their implementation results in the range of tools working at high, cyclically changeable thermal loading (moulds for pressure aluminum casting), tools working at high mechanical loading and intensive friction (tools for cold plastic treatment) as well as machine cutting tools working in intensive, cyclic mechanical loading conditions (machining moulds) were demonstrated. As a result of the implementation experience gained by the authors, they present a project of the structure, manufacture technology and properties of hybrid layer "nitrided layer/multi-layer coating Cr/CrN" increasing the durability of tools working in complex maintenance conditions, i.e. at high cyclically changeable thermal and mechanical loading, intensive friction and erosion (forging dies). The paper also demonstrates the results of maintenance studies carried out in industrial conditions for forging dies covered with hybrid layer "diffusion layer/multilayer Cr/CrN coating".

PL

W artykule przedstawiono wyniki wdrożeń przemysłowych w zakresie hybrydowych technologii obróbki powierzchni opracowanych w Instytucie Technologii Eksploatacji - Państwowym Instytucie Badawczym w Radomiu. Omówiono problemy generowane zarówno na etapie prowadzenia prac badawczych z zakresu hybrydowych technologii obróbki powierzchni, jak również na etapie ich realizacji przemysłowych. Zaprezentowano przyjęty w ITeE-PIB w Radomiu, efektywny system projektowania warstwy hybrydowej, przeznaczony do specjalnie wymagających zastosowań eksploatacyjnych, którego skuteczność została wykazana na przykładzie wdrożeń przemysłowych. Następnie przedstawiono właściwości zaprojektowanych i wytworzonych warstw hybrydowych typu warstwa dyfuzyjna/powłoka PVD (morfologia, skład fazowy, skład chemiczny, adhezja, właściwości mechaniczne) oraz wyniki ich zastosowań praktycznych, w tym: na narzędziach pracujących przy cyklicznie zmiennych obciążeniach cieplnych (formy do ciśnieniowego odlewania aluminium), na narzędziach pracujących przy dużych i cyklicznie zmiennych obciążeniach mechanicznych oraz intensywnym tarciu (narzędzia do obróbki plastycznej na zimno) oraz na narzędziach pracujących przy wysokich, cyklicznie zmiennych obciążeniach mechanicznych (matryce skrawające). Na podstawie zdobytych doświadczeń autorzy przedstawiają propozycję struktury oraz technologii wytwarzania warstwy hybrydowej typu "warstwa azotowana/wielowarstwowa powłoka Cr/CrN" zwiększającej trwałość narzędzi pracujących w złożonych warunkach eksploatacyjnych, tj. przy wysokich, cyklicznie zmiennych obciążeniach cieplnych i mechanicznych, intensywnym tarciu oraz erozji (matryce kuźnicze). W artykule przedstawiono także wyniki badań eksploatacyjnych przeprowadzonych w warunkach przemysłowych na matrycach kuźniczych pokrytych warstwą hybrydową typu "warstwa dyfuzyjna/powłoka wielowarstwowa Cr/CrN ".

10

Analiza wpływu grubości powłoki CrN w warstwie hybrydowej typu "warstwa azotowana/powłoka CrN" na trwałość matryc kuźniczych

Smolik J., Tacikowski J.

Problemy Eksploatacji

|

2009

|

nr 2

181-192

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, które pozwoliły określić rolę powłoki CrN oraz wpływ jej grubości na skuteczność warstwy hybrydowej "warstwa azotowana / CrN" w procesie zwiększania trwałości matryc kuźniczych. Matryce pokryte warstwami hybrydowymi "warstwa azotowana / CrN" o różnej grubości powłoki CrN, po różnym czasie eksploatacji, poddano badaniom metalograficznym, badaniom kształtu 3D, analizie SEM oraz wyznaczono rozkłady twardości. Uzyskane wyniki badań wykazały, że dla wszystkich badanych matryc, niezależnie od grubości powłoki CrN, głównymi mechanizmami ich niszczenia było zmęczenie cieplno-mechaniczne oraz odkształcenie plastyczne. Wykazano, że główną rolą powłoki CrN w warstwie hybrydowej "warstwa azotowana/powłoka PVD" jest przeciwdziałanie wpływowi wysokiej temperatury, której źródłem jest odkuwka, na materiał matrycy. W tym celu powłoka CrN powinna charakteryzować się znacznie niższym współczynnikiem przewodności cieplnej w stosunku do stali oraz małą kruchością, aby skutecznie przeciwstawiać się procesom zmęczeniowym w procesie kucia. Na podstawie badań przeprowadzonych metodą sin2[psi] wykazano istotne znaczenie naprężeń własnych w powłoce CrN na odporność zmęczeniową warstwy hybrydowej "warstwa azotowana / CrN" w procesie kucia.

EN

The article presents the results which enabled to determine the role of CrN coating and the influence of its thickness on the effectiveness of hybrid layer "nitrided layer / CrN coating" in the process of increasing the durability of forging dies. Dies coated with hybrid layers, "nitrided layer / CrN coating," with various CrN coating thickness were studied, in relation to different maintenance periods. The obtained results revealed that, for all tested dies, independent of CrN coating thickness, the main mechanisms of their destruction were mechanical and thermal fatigue and plastic deformation. It has been proven that the main role of the CrN coating in the hybrid layer, "nitrided layer / PVD coating" is to counteract a high temperature influence, the source of which is forging on die material. Based on testing conducted by means of the sin2[psi] method, a vital importance of stresses in the CrN coating for fatigue resistance of hybrid layer, "nitrided layer / CrN coating" in the forging process was revealed.

11

Computer modelling of valve lever forging with various preforms

Czyżewski P., Kocańda A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2008

|

Vol. 8, no 3

33-40

EN

Application of CAE has become a com- mon way to decrease a time for process planning and tool design in metal forming. Continuous development of numerical methods and software has provided advanced possibilities to solve various problems. In this paper a thermo-mechanical analysis of valve Iever forging by means of Super Forge software was presented. There were taken into account various geometries of preforms, changes in temperature and internal stress distributions during subsequent forging stages in order to optimize metal tlow. As the result, complete filIing of die cavity without overlaps as well as reduction of flash volume has been obtained. Additionally, values of deformation force components (including side forces) were calculated what was helpfuI in a proper die design with counterlocks.

PL

Zastosowanie metod CAE jest jedną z efektywnych dróg do skrócenia czasu potrzebnego do projektowania procesów kucia. W artykule pokazano termomechaniczną analizę procesu kucia dźwigni zaworu z wykorzystaniem programu SuperForge. W analizowanym procesie przedstawiono wykorzystanie pakietu CAE do zaprojektowania procesu kucia w ten sposób, aby uniknąć wad kuźniczych. Dodatkowo przeanalizowano wpływ poszczególnych wariantów procesu na przebieg sił bocznych działających na matryce kuźnicze.

12

Degradacja powierzchniowa matryc kuźniczych i prognozowanie ich trwałości przy użyciu analizy MES

Šuchmann P., Kešner D.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

68-72

PL

Degradacja powierzchniowa i trwałość matryc kuźniczych stanowią złożony problem, którego prognozowanie jest dość skomplikowane. Intensywność degradacji zależy od wielu czynników, takich jak: temperatura, szybkość formowania czy też geometria matryc i ich materiał. Obecne oprogramowania komputerowe do analizy numerycznej procesów kuźniczych opartej na metodzie elementów skończonych (MES) pomaga w obiektywnym określeniu wpływu w/w czynników na trwałość matryc. Takie podejście umożliwia dokonanie dokładnej oceny stopnia degradacji w różnych miejscach powierzchni narzędzia.

EN

Surface degradation and lifetime of forging dies constitute a complex problem and their prediction is rather complicated. The intensity of the degradation depends on many factors, such as temperature, forming rate, or die geometry and its material. Current computer software for numerical analysis of the forging process based on the finite elements method (FEM) supports objective evaluation of the influence of said factors on the lifetime of dies. This approach allows estimation of the extent of degradation in various places on the tool surface, achieving quite a high accuracy.

13

Podwyższanie trwałości matryc kuźniczych obróbką laserową

Panczenko W. J., Wasilcow W., Golubew W. S., Iliczew I. N., Sawenkow W. A., Sziganow I. N., Misurow A. I., Safonowa E. A., Plewiński A., Ziółkiewicz S., Gierzyńska-Dolna M., Szyndler R.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2003

|

T. 14, nr 1

57-64

PL

W artykule opisano wyniki badań nad podwyższeniem trwałości matryc kuźniczych, przez zastosowanie różnych metod obróbki laserowej: wstępnym hartowaniem i odpuszczaniem, napawaniem proszkami oraz stopowaniem borem amorficznym. Omówiono zastosowane metody oraz wyniki badań trwałości, badań zmęczeniowych, a także odporności na zużycie. We wniosku podkreślono wyższość stopowania borem nad innymi metodami. Badania prowadzono w jednostkach naukowo-badawczych Polski i Rosji w ramach Projektu Międzynarodowego GEFEST.

EN

The article describes the results of investigations of forging die life extension by the use of various laser treatment methods: pre-hardening and tempering, powder pad welding and amorphous boron alloying. The application of the method , as well as the results of life examinations, fatigue tests and wear tests have been discussed. In the conclusion, superiority of boron alloying to other methods has been emphasized. The investigation has been carried out by scientific and research enterprises of Poland and Russia within the International Project, GEFEST.

14

Wpływ warstw utwardzających na własności eksploatacyjne matryc kuźniczych

Lacki P.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2000

|

T. 11, nr 3

25-31

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań doświadczalnych i analizę numeryczną przepływu ciepła przez pośrednie warstwy utwardzające, naniesione na matryce kuźnicze. Uwzględniono zmianę właściwości przewodzących tych warstw, w zależności od nacisku jednostkowego pomiędzy matrycą a odkuwką oraz różnicy temperatur między nimi. Przedstawiono stanowisko badawcze do pomiaru współczynnika przejmowania ciepła. Wyniki badań doświadczalnych współczynnika przejmowania ciepła opisano wielomianem. Zastosowano obliczenia numeryczne. Praca zawiera przykład praktycznego wykorzystania wyznaczonych wartości w obliczeniach matryc kuźniczych.

EN

In the paper the numerical analysis of influence of contact pressure on the theat transfer in the forging process has been presented. The contact pressure distribution obtained from the simulation of the forging process has been used to analyse the heat transfer between the forging and the tool. The experimental results of the research of influence of contact pressure on the heat flux exchange between two contact surfaces have been shown. The numerical analysis has been performed on the Adina system.

15

Metodyka badań i kryteria oceny materiałów stosowanych na matryce kuźnicze

Gierzyńska-Dolna M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2000

|

T. 11, nr 3

13-18

PL

W pracy podano wymagane własności stali narzędziowych do pracy na gorąco oraz podano cechy jakościowe, które powinny spełniac warstwy utwardzające. Omówiono oryginalną metodykę badań odporności na zmęczenie udarowe, cieplno-mechaniczne i zużycie, która powinna być stosowana przy ocenie stali narzędziowych. Podano także kryteria oceny jakości stali narzędziowych i warstw utwardzających.

EN

In the paper the desired properties of the hot-work tool steel as well as the quality factors required from the hardening layers have been given. Original methodology of the impact fatigue, thermo-mechanical and wear resistance tests, recommended for the quality assessment of the tool steel and the hardening layer, has been discussed. The criteria of the quality assessment of hot-work tool steel and hardening layers have been presented.

16

Komputerowa analiza zużycia ściernego matryc kuźniczych

Kocańda A., Czyżewski P.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2000

|

T. 11, nr 3

33-36

PL

Przeprowadzono komputerowe modelowanie procesu kucia na gorąco odkuwki osiowosymetrycznej. Określono wielkości nacisków i przemieszczenia odkształcanego metalu w stosunku do powierzchni narzędzia. Na tej podstawie przeanalizowano wielkość zużycia ściernego w trzech krytycznych obszarach wykroju matrycy i porównano ze zużyciem matrycy produkcyjnej.

EN

There has been performed computer simulation of axisymmetrical hot forging process. As the result of calculation by means of FEM, contact pressure as well as sliding distance of deformed material have been determined. Then a wear resistance for three critical points of the die have been analysed and compared with the wear of real production die.

17

Badania nad poprawą trwałości matryc kuźniczych

Szyndler R.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2000

|

T. 11, nr 3

18-23

PL

W pracy opisano warunki cieplno-mechaniczne pracy matryc kuźniczych do kucia matrycowego na gorąco. Przedstawiano wyniki symulacji numerycznej obciążenia mechanicznego wkładek matrycowych i rozkładu temperatury w odkuwce w czasie kucia. Scharakteryzowano również wybrane metody umacniania warstw wierzchnich wykrojów matrycowych, w tym obróbkę plazmową i laserową oraz napawanie łukowe.

EN

Thermo-mechanical conditions of the operation of forging dies used for hot die forging process are described in the paper. The results of numerical simulation of mechanical load acting on die inserts as well as temperature distribution in the forging during deformation process are presented. The selected methods of stregthening of surface layers of die impressions are characterized, including plasma treatment, laser treatment and arc surfacing.