Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Forging of PM Ti-6Al-4V alloy at the temperature above β-transus and high strain rate: modeling and trials in industrial conditions

Wojtaszek Marek, Zyguła Krystian, Łukaszek-Sołek Aneta, Jabłońska Magdalena, Stanik Rafał, Gude Maik

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 2

art. no. e102, 2023

EN

The results of the forging process in open dies of the powder metallurgy (PM) Ti-6Al-4V alloy, carried out at the temperature above β-transus and at a high strain rate were presented. As an initial material for the research relatively cheap elemental powders were used. This approach gives a real chance for the implementation of the developed technologies. As the range of phase transition temperature in titanium alloys is influenced also by the technology of their production, the β-transus temperature was estimated for the PM Ti-6Al-4V alloy. Finite element method (FEM) numerical analysis of the forging process at the temperature of 1000 °C and high strain rate was performed. The results obtained by the FEM modeling were verified under industrial conditions. The forging trials were made at the temperature of 1000 °C on a screw press operating at a speed of 250 mm s-1. For comparison, the alloy was also studied in as-cast and hot-rolled conditions, which is widely used as a feedstock. The influence of the method of manufacturing feedstock on the microstructure and selected properties of the forgings was determined. This approach allowed for a qualitative assessment of the PM material. The forging process in open dies of two different feedstocks led to the production of forgings with a uniform and similar lamellar microstructure. Thus, it was shown that the heating conditions, the parameters of the forging process, and the method of cooling the product after forging have a decisive influence on the microstructure condition of the forgings shaped in the temperature range of the β phase.

2

Fast and cost efficient measuring of geometry and temperature for open-die forging

Riedel Mirko, Wiese Torben, Hellmich Arvid, Ihlenfeldt Steffen

Journal of Machine Engineering

|

2019

|

Vol. 19, No. 3

82--93

EN

In open-die forging it is state of the art to use simulation tools for creating forging plans and setpoint values for the forging press and the automated part manipulator. These forging plans define required positions and forces. Therefore, the process can be fully automated. However, even small variations of not considered influence parameters lead to different forging results and thus to a discontinuous process. Influencing factors are, e.g. material parameter deviations, uncertainties in force measurements or variations in the part temperature due to varying environmental conditions. This paper presents an approach for a fully automatic open-die forging process with respect to actual conditions, based on a parallel measurement of the workpiece geometry and temperature and a “process-real-time” adaptation on the controller system. The focus of this work is the development of a measuring strategy and an according sensor setup for the combined temperature and geometry measurement of the workpiece. In addition, the structure, the characteristic features of the components and the beam path of the sensors scanning units are shown. Furthermore, first experimental results for the alignment of the beam path are presented. In the outline, the setup and calibration strategy of the measurement system are stated.

3

Technologia kucia swobodnego wału z otworem dla siłowni wiatrowej z wsadu dziurowanego

Sińczak J., Lisiecki Ł., Skubisz P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 4

254--261

PL

Artykuł przedstawia analizę nowatorskiej technologii kucia swobodnego wału głównego dla elektrowni wiatrowej oraz porównanie tej technologii z tradycyjnym procesem wytwarzania. Opracowana technologia, oparta na koncepcji kucia wału z otworem centralnym, zapewnia znaczące oszczędności materiałowe oraz lepszą jakość eksploatacyjną wału. Operację wydłużania wykonuje się po dziurowaniu wlewka, co jest utrudnieniem technologicznym. Szczegółowy opis tej technologii przedstawiono przy wykorzystaniu modelowania numerycznego w zakresie doboru gniotów i posuwów, gwarantujących poprawny kształt odkuwki.

EN

The paper presents an innovatory technology of open-die forging of windmill main shaft in comparison with traditional production chain of this component. The new technology based on the concept of drawn-out hollow shaft provides significant material savings and increased quality of a finished part. Cogging operation was carried out after piercing brings about several technological setbacks, which makes industrial implementation this technology hard. To determine detailed guidelines for technological realization, numerical simulation was conducted, which allowed selection of parameters providing correct dimensions of forging.

4

Strain distribution analysis in upset - forged flanged turbine shaft

Lisiecki Ł., Skubisz P., Sinczak J.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 1

92--98

EN

In the paper numerical analysis of the upsetting is presented with focus on the possibilities of the quality improvement by equalization of strain distribution with simultaneous reduction of the forging load. This goal is achieved by the use of multi-stroke progressive upsetting, which depends on sequential deformation of small portions of the total volume at reduced load. As the results show, this approach also allows reduction of nonuniformity of strain in the forged flange. Calculated fields of effective strain distribution and plots of its profile on cross-sections confirm the reasonability of technological modifications.

PL

W artykule przedstawiono numeryczną analizę kształtowania kołnierza wału elektrowni wiatrowej z uwzględnieniem możliwości poprawy jakości wyrobu przy jednoczesnym obniżeniu siły kucia. Cel ten zostaje osiągnięty dzięki operacji segmentowego kształtowania kołnierza. Wynikiem badań jest zmniejszenie maksymalnej siły kucia i poprawa rozkładu intensywności odkształcenia w porównaniu z kształtowaniem kołnierza jednym suwem prasy

5

Pękanie wlewków jako efekt zakucia w procesie wydłużania swobodnego

Chyła P., Lodarski D., Sińczak J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 11

792--800

PL

Analizie poddano proces wydłużania swobodnego wlewków o dużym przekroju poprzecznym. Zauważono, że użycie nieodpowiednich narzędzi i posuwów względnych może być przyczyną formowania podłamów, a w konsekwencji zakuć, których postać zewnętrzna jest zbliżona do pęknięć powierzchniowych. W analizie uwzględniono również wpływ manipulatora kużniczego na proces wydłużania.

EN

In the paper analysis of ingots With large cross-sectionforging process was introduced. lt was found that using of inadequate tools and relative bites could be a reason of overlap forming and in consequence of laps, which externalform is close to surface crack. The analysis also takes into account the inﬂuence of forging manipulator on the cogging process.

6

Mechanizm powstawania zakuć w procesie wydłużania swobodnego dużych wlewków

Sińczak J., Chyła P., Lodarski D.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 4

296--301

PL

Analizowano proces wydłużania swobodnego wlewków o dużym przekroju poprzecznym. Stwierdzono, że zastosowanie nieodpowiednich narzędzi i posuwów względnych może być przyczyną tworzenia podłamów, a w konsekwencji zakuć, których postać zewnętrzna jest zbliżona do pęknięć powierzchniowych. Mechanizm powstawania tego niekorzystnego zjawiska przy wydłużaniu swobodnym analizowano opierając się na modelowaniu numerycznym.

EN

In the paper analysis of ingots with large cross-section forging process was introduced. It was found that using of inadequate tools and relative bites could be a reason of overlap forming and in consequence of laps, which external form is close to surface crack. Mechanism of this unfavourable effect was analyzed with support of numerical modelling.

7

Analiza stanów mechanicznych towarzyszących zamykaniu i spajaniu nieciągłości materiału w procesach przeróbki plastycznej

Grosman F., Tkocz M., Woźniak D.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2010

|

T. 62, nr 1

68-72

PL

W artykule omówiono zagadnienia związane z oddziaływaniem procesów walcowania i kucia swobodnego na przebieg zjawisk zamykania i spajania wewnętrznych nieciągłości materiału, występujących we wlewkach konwencjonalnych i ciągłych. Przedstawiono wybrane wyniki symulacji numerycznych walcowania prętów i blach oraz wydłużania kuźniczego, a także weryfikację doświadczalną tych wyników. Badania prowadzono dla różnych kombinacji wykrojów narzędzi i kształtów przekroju poprzecznego wsadu, stosowanych w praktyce przemysłowej. Analizowano zmiany stanu naprężenia i rozkład odkształcenia zastępczego w kotlinie odkształcenia, jak również zmiany kształtu okrągłych otworów symulujących nieciągłości materiałowe. Wykazano istotny wpływ schematu stanu naprężenia na sposób oraz szybkość zamykania otworów i możliwość spojenia zamkniętych nieciągłości. Na podstawie uzyskanych wyników badań określono warunki geometryczne i fizyczne sprzyjające efektywnemu zamykaniu i spajaniu nieciągłości materiału w procesach przeróbki plastycznej. Warunki te powinny być brane pod uwagę podczas ustalania planu walcowania i kucia w zakresie wstępnego przerobu wlewków.

EN

Issues concerning the influence of rolling and open-die forging on closing and welding of the internal material voids in conventional and continuous ingots are discussed in the paper. Selected numerical simulation results of bar rolling, plate rolling and cogging, as well as their experimental verification are presented. Research was performed for various combinations of die shapes and billet cross-sections, which are used in the industry. Changes of the stress state and equivalent strain distribution in a deformation zone were analysed, as well as shape changes of the circular holes simulating material voids. It was found that the impact of a stress pattern on void-closing behaviour and possibility of welding of the closed voids is significant. Based on the research results the geometrical and physical conditions favouring effective closing and welding of material voids during plastic working were identified. These conditions should be taken into consideration during development of a pass design for rough rolling or cogging.

8

Modelling of microstructure development in forging of a windmill shaft

Sińczak J., Pietrzyk M., Skubisz P., Łukaszek-Sołek A.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2006

|

Vol. 32, no. 1

11-18

EN

The paper presents the results of investigation of microstructure evolution in hot-deformed steel in the process of forging of large forgings. Using a forging of a windmill main shaft as an example, description of the technological process is presented, focused on phenomena occurring in the microstructure during hot-forging. Investigation of the microstructure during and after forging of a shaft was made. The results of theoretical calculation of microstructure evolution during subsequent stages of production cycle are based on temperature changes plots derived from industrial practice. Simulation of microstructure evolution allowed plotting changes of grain size and recrystallized volume fractions versus time during forging and reheating operations.

PL

Praca przedstawia wyniki badań rozwoju mikrostruktury stali odkształcanej na gorąco w procesie kucia dużych odkuwek. Na przykładzie odkuwki wału głównego siłowni wiatrowej przedstawiono proces technologiczny, z uwzględnieniem zjawisk zachodzących w mikrostrukturze stali podczas kucia na gorąco. Wyniki teoretycznych obliczeń rozwoju mikrostruktury w czasie kolejnych etapów cyklu produkcyjnego oparto na zmianach temperatury zachodzących w praktyce przemysłowej. Symulacja rozwoju mikrostruktury pozwoliła na określenie zmian wielkości ziarna i ułamka zrekrystalizowanej objętości w funkcji czasu w poszczególnych operacjach kucia i dogrzewania.

9

Kucie matrycowe elementów zdobiących

Bednarek S., Sińczak J., Skubisz P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2006

|

Vol. 73, nr 1

11-16

PL

Na przykładzie grota, elementu zdobiącego produkowanego seryjnie przez kucie w matrycach, omówiono zagadnienia z wpływem kształtu wsadu oraz kształtu przedkuwki na podstawowe parametry procesu kucia w matrycach otwartych. Wyznaczono numerycznie obszar intensywnego zużycia narzędzi spowodowanych obciażeniem i przemieszczaniem zbędnego materiału w obszar wypływki.

EN

On the example of arrow - head ending - a detail lot manufactured in processes of impression open - die forging - problems relative to the effect of charge and preform geometry on main parameters of impression die forging process have been discussed. Regions of intensive wear of tools caused by load and displacement of metal into flash gutter have been numerical determined.

10

Kontrola wymiarów w procesie kucia swobodnego dużych odkuwek

Sińczak J., Kowalski J., Żurek W., Silarski W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2006

|

Vol. 73, nr 12

547-551

PL

Rozwój rynku długich wyrobów kutych swobodnie wymusza na producentach inwestycje nie tylko w zakresie podstawowych maszyn gwarantujących powtarzalność cyklu technologicznego, lecz również urządzeń do szybkiego i precyzyjnego pomiaru wymiarów odkuwek. W pracy przedstawiono nowy system pomiaru odkuwek gorących o bardzo złożonych kształtach, wykorzystujący najnowocześniejszą technikę pomiaru bezstykowego, który został wdrożony przy kuciu dużych wlewków. Przydatność przedstawionego systemu pomiaru długości i średnic omówiono na przykładzie wału z kołnierzami na końcach oraz jednolitego wału korbowego kutego w przyrządzie TR. System umożliwia dokonywanie bieżącej korekty wymiarów półproduktów.

EN

Advances in the market of long products manufactured in a process of open-die forging make manufacturers invest in modern equipment. The investments include not only the range of basic forging equipment required to ensure consistency and stability of production cycle, but also gauge systems enabling dynamic measurement of dimensions during forging. The paper presents a new high-precision system for quick measurement of complex-shape hot forgings, utilizing the most modern technique of remote measurement, already implemented in a forging process of large ingots. Usability of the presented system for measuring length and diameter is described with the example of a shaft with flanges and monolithic crankshaft forged with the TR method. The system makes it possible to make online correction of dimensions of semi-finished parts.