Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prediction of fracture onset in flashless warm forging Mg alloy AZ61

Skubisz Piotr, Lisiecki Łukasz

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

Vol. 19, No. 3

100--106

EN

The paper presents an innovative precision forging process, highlighting the use of advanced simulation of net forging process in multiple-tool die set with consideration of counter-pressure and interaction of components so as to control speed and displacement of metal flow. In addition to the use of finite element method in optimization of process conditions, damage criteria have been formulated to investigate the effect on plasticity and tendency of formation of defects and define process conditions which contribute to cracking occurrence in warm forging of magnesium alloy AZ61. Both forged samples and numerical simulation prediction indicate minimization of cracking hazard in lower work-temperature range at relatively high strain rate by employing counter-pressure imposing hydrostatic component into state of stress.

PL

Praca dotyczy analizy wpływu zastosowania przeciwnacisku w procesie kucia dokładnego przy zastosowaniu bezwypływkowej metody opartej na równowadze ciśnień. Przedstawiona koncepcja narzędzi do kucia dokładnego metodą bezwypływkową jest innowacyjnym rozwiązaniem, które nie jest jeszcze dobrze rozeznane, zwłaszcza w zakresie optymalnego doboru parametrów kinematycznych procesu. Odpowiednia konstrukcja matryc z ruchomymi wkładkami oraz dobór prędkości poszczególnych narzędzi, jak również wartości przeciwnacisków wywieranych przez elementy matryc składanych zapewniają zwiększenie plastyczności materiału, umożliwiając kucie bezwypływkowe w jednej operacji kucia. Pozwala to wytwarzać odkuwki porównywalne do kształtów uzyskiwanych na urządzeniach wielooperacyjnych typu Hatebur, eliminując obróbkę skrawaniem do niezbędnego minimum. Zapewniając poprawę plastyczności, umożliwia również kształtowanie materiałów trudnoodkształcalnych, takich jak stopy magnezu. Przedstawione wyniki kucia stopu magnezu potwierdzają możliwości wykorzystania tej techniki do kucia odkuwki cienkościennej ze stopu AZ61 w zakresie temperatur przeróbki na ciepło oraz jednoczesnych dużych prędkościach odkształcania. Powodzenie kucia bezwypływkowego w układzie wielonarzędziowym, w przeciwieństwie do typowych procesów kucia bezwypływkowego nie zależy tylko od dokładnego doboru masy wsadu do kucia. Aby zapewnić optymalny schemat płynięcia metalu, prędkości narzędzi, wartość nacisków i przeciwnacisków kompensatora oraz jego położenie muszą być ściśle określone i kontrolowane w całym cyklu odkształcania. Stąd przedstawiona technika kucia, wymaga dokładnego sterowania parametrami procesu kucia. Z uwagi na obiektywne trudności kontrolno-pomiarowe, optymalizacja procesu w oparciu o próby fizyczne jest trudna. Zastosowanie technik komputerowych umożliwia analizę powiązań ciśnienia podtrzymującego kompensator ze zmianami plastyczności oraz zapewnia informacje poznawcze dotyczące wpływu przeciwnacisku na rozkład naprężeń i stanu naprężeń, pozwalając tym samym na parametryzację zmiennych procesowych. Jednocześnie, analiza numeryczna w programie QFormVX, umożliwiła powiązanie warunków procesowych z prognozowaniem ryzyka powstawania pęknięć w oparciu o kryteria Cockcrofta-Lathama i Freudenthala, które potwierdziły zasadność założeń konstrukcyjnych, wskazując zakresy najkorzystniejszych wartości przeciwnacisków.

2

Effect of Processing Conditions on Forgeability and Properties of Hot and Warm-Forged Steel 300M

Skubisz P., Łukaszek-Sołek A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2247--2254

EN

Results of investigation of the effect of processing conditions of medium-carbon alloy steel AISI 300M on forgeability and microstructure-properties are presented here, including as-forged and heat treated condition of the material. The presented results concern two vital aspects of plastic forming of high-duty impression-die forgings, which underlay a selection of technological conditions which enable the accomplishment of the required quality of the forged part. These are: firstly, the microstructure and mechanical properties and their uniformity within a part and secondly, technological realization of forging the required geometry in the given processing conditions. In order to define a favourable processing window, dynamic behaviour modeling in variable forging conditions was carried out, establishing a coefficient of energy dissipation η% and the metal flow instability areas, which indicated the temperature regime and strain rate range for the forging process. The constructed processing maps were subject to experimental verification in the die-forging tests, carried out on a screw press. Hot and warm forging conditions were applied accordingly to selected areas of the processing maps, representative for unique forging conditions occurring in the industrial practice.

3

Prediction and investigation of fracture initiation in warm forging of martensitic stainless steel with aid of FEM simulation

Lisiecki Ł., Skubisz P., Karwan J.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.2

346--352

EN

Warm forging brings together advantages of hot (e.g. forging load reduction) and cold (e.g. no scale) metal forming operations. However, due to decreasing the process temperature, the risk of fracture occurrence increases. In this paper the risk of cracking initiation during warm forging of surgical forceps made of martensitic stainless steel is estimated. The investigations assume the analysis of the fracture initiation point in the component during forging and attempt to define the critical value of process parameters by means of laboratory tests and FEM numerical simulation.

PL

Kucie na ciepło łączy ze sobą zalety procesów przeróbki plastycznej na gorąco (np. zmniejszenie siły nacisku narzędzi) oraz na zimno (np. brak zgorzeliny). Jednakże obniżeniu temperatury procesu towarzyszy zwiększone ryzyko powstawania pęknięć. W artykule oszacowano ryzyko występowania pęknięć podczas kucia na ciepło kleszczy chirurgicznych z martenzytycznej stali nierdzewnej. Badania zakładają analizę miejsca inicjacji pęknięcia podczas kucia oraz próbę określenia krytycznych wartości para-metrów procesu przy pomocy metody łączącej testy laboratoryjne oraz symulację numeryczną MES.

4

Analiza mechanizmów niszczących stemple stosowane w przemysłowym procesie kucia precyzyjnego na gorąco

Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Marciniak M., Będza T., Zakrzewski T., Rogaliński G.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 253

107--112

PL

Praca dotyczy analizy trwałości stempla stosowanego w przemysłowym wielooperacyjnym procesie kucia obudowy przegubu. Szczegółowej analizie poddano jeden ze stempli używanych w czwartej operacji kucia, ze względu na najniższą średnią trwałość wynoszącą zaledwie 4000 odkuwek. Na skutek pracy narzędzia w ekstremalnych warunkach (wysokie cykliczne obciążenia mechaniczne oraz termiczne) najbardziej intensywne zniszczenia zachodzą w miejscu najdłuższego kontaktu (na promieniach zaokrągleń części roboczej stempla) z odkształconym materiałem. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że najbardziej niebezpiecznym zjawiskiem jest pękanie mechaniczne oraz zmęczenie cieplno-mechaniczne, które powoduje powstanie małych pęknięć, co w efekcie szybko prowadzi do powstania siatki pęknięć na całej powierzchni kontaktu narzędzia z kutym materiałem. Istotną rolę w niszczeniu narzędzi odgrywa także odkształcenie plastyczne oraz zużycie ścierne powstałe na wskutek wysokich temperatur na powierzchni kontaktu oraz intensywnego płynięcia materiału w obecności cząstek ściernych.

EN

The work concerns the analysis of the punch tool life used in the industrial multioperation forging process of CVJB housing. Authors performed detailed analyses of punch in the fourth forging operation regarding to its low life of less than 4000 forgings. As a result of tool extreme conditions (hight cyclic mechanical and thermal), the most intense damage occurs at the area of longest contact (the radii of rounding of the working the punch) with the deformed material. Extensive research (scanning surface, microhardness measurements, microscopic examinations, etc.) has shown that the most dangerous factor in the analyzed process is the mechanical cracking and the thermo-mechanical fatigue, which results in creation of the small cracks. They are changed into the grit on the entire surface of contacts between the tool and forged material. An important role of the tools destruction plays the plastic deformation and wear caused by hight temperatures and intense contact surface of the material flow in the precence of abrasive particles.

5

Ocena wpływu parametrów procesu kucia stalowej piasty na zużycie trzpienia formującego

Skubisz P., Krawczyk J., Sińczak J.

Problemy Eksploatacji

|

2011

|

nr 4

45-52

PL

Praca dotyczy analizy procesu kucia dokładnego odkuwki piasty pod kątem możliwości zwiększenia żywotności narzędzi. Badania obejmują proces stosowany w praktyce przemysłowej oraz wpływ zaobserwowanych warunków na stan narzędzi kuźniczych, z uwzględnieniem badań metalograficznych. Ocenie poddano powierzchnię stempla ze stali X38CrMoV5-3, z operacji kształtowania na wymiar. Określono lokalizację intensywnego zużycia oraz pęknięć, jak i ich morfologię. Podjęto próbę skorelowania warunków powstawania poszczególnych rodzajów pęknięć z określonymi numerycznie parametrami oddziaływań na powierzchnię stempla podczas kucia. Opis wpływu warunków termomechanicznych pracy narzędzia oparto o analizę rozkładu i wartości lokalnych wybranych wskaźników stanu naprężeń oraz pól temperatury, uzyskanych z modelowania numerycznego procesu kucia. Wskaźniki te posłużyły do określenia wytycznych zmiany technologii kucia w aspekcie minimalizacji zużycia.

EN

The paper presents some aspects of warm forging process concerning possibility of tool life enhancement. The analysis involves the effect of applied process variables on the forming tool surface condition in the industrial process, including metallographic examination of surface layers of the punch made of X38CrMoV5-3 tool steel. Areas of the most intense wear as well as location and morphology of ruptures were indicated. Attempt was made at correlation of the observed tribological phenomena occurring in the surface with numerically calculated thermal and mechanical parameters of the warm forging operation. Calculated fields of mean stress, effective stress and contact pressure, as well as, changes in metal displacement velocity and temperature were used to form guidelines for technology modification to reduce the stresses level and tool wear indicators.

6

Precision forging of thin-walled parts of AZ31 magnesium alloy

Skubisz P., Sińczak J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 2

329-336

EN

Tests of closed-die forging in various temperatures, ranging from 350 to 150°C were performed with a use of high speed forging equipment. As research material as-cast and as-extruded AZ31 alloy was used. After successful efforts in 250°C, additional spring-attached tool was used to exert hydrostatic state of stress, which allowed decreasing forging temperature. The experiments were supplemented with numerical analysis, which helped to estimate the level and state of stress during forging, explaining origin of reported defects.

PL

Przeprowadzono próby kucia w matrycach zamkniętych w różnych temperaturach kucia, w zakresie od 350 do 150°C. Jako materiał do badań użyto stop magnezu AZ31 w stanie lanym oraz po wyciskaniu. Po udanych próbach przeprowadzonych w 250°C, zastosowano dodatkowe narzędzie podtrzymywane sprężyną, które wprowadzając naprężenia ściskajace pozwoliło na obniżenie temperatury kucia. Doświadczenia wspomagano modelowaniem numerycznym, które pozwoliło okreslić wielkość i stan naprężeń w odkuwce podczas kucia oraz wyjaśnić pochodzenie zaobserwowanych defektów.