Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Use of 3D Scanning Methods to Evaluate the Hybrid Layer Used in Forging Tools in Order to Improve their Durability

Gronostajski Z., Hawryluk M., Kaszuba M., Widomski P., Ziemba J., Smolik J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1549--1558

EN

This study is focused on tools used in the industrial process of hot forging of a front wheel forging (gear wheel) manufactured for the automotive industry. Five different variants were applied for the tools: 3 die inserts were coated with three different hybrid layers (PN + PVD type), i.e. AlCrTiN, AlCrTiSiN and CrN, one insert was only nitrided, and one was pad welded, to improve tool durability. The tool wear was analysed and represented by the material degradation on the working surface, based on the 3D scanning and the material growth of the periodically collected forgings. Additionally, the scanned tools were divided into two areas, in which it was found, based on the analysis, that various degradation mechanisms are predominant. Microstructural tests and hardness measurements of the analyzed tools were also performed. Based on the results, it was found that, in the central part of the die insert, thermo-mechanical fatigue, abrasive wear and plastic deformation occurred, while in the area of the bridge insert, only abrasive wear could be observed. For these areas, the loss of material was determined separately. It was established that the use of the GN+CrN and GN+AlCrTiN hybrid layers on forging tools improves their durability, while the best results in the central area were observed on the tool with the GN+CrN layer, which is the most resistant to thermo-mechanical fatigue. In the second analyzed area, good wear resistance occurred on GN+CrN, GN+AlCrTiN and pad welded inserts, for which, together with the increase of the forging number, a proportional, slight growth of the loss of material occurred.

2

Review of selected methods of increasing the life of forging tools in hot die forging processes

Hawryluk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 4

845--866

EN

The work concerns the possibilities of applying various methods with the purpose to increase the life of forging tools, which, based on the experience and research of the author, realized in cooperation with the forging industry, exhibit the highest effectiveness in improving the life of forging tools. Durability of forging device is determined by the presence of destructive mechanisms under the extreme work conditions of forging tools - a high cyclic mechanical loads (up to 1000 MPa) and thermal (from 800 °C to 800 °C on the surface). The tool life is also an element which affects the quality of the forgings, as too high and intensive wear/damage of the dies and stamps causes a change in the geometry of the manufactured product, and any surface faults (cracks, defects) are represented on the forged product. The presented investigation results refer to: selection of the tool material for a particular process, its adequate thermal and thermo-chemical treatment, use of surface engineering techniques: hybrid with the use of coatings applied physically from the gaseous phase, use preventive pad welding, as well as optimization of the die shape and construction of the instrumentation set. The work also presents the use of control and measurement systems, allowing for full monitoring of the forging process, and the application of innovative solutions (use of acoustic emission signal) allowing for an effective improvement of the life of the forging tools and instrumentation. At present, by way of applying a range of methods, which the most popular shows in this article, as well as many other computer-aided tools, it is possible to solve many problems related to a short tool life.

3

Optymalizacja kształtu odkuwki kołnierzowej z wykorzystaniem metody Rosenbrocka w celu minimalizacji jej masy

Gronostajski Z., Hawryluk M., Misiun G., Polak S., Pawełczyk M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 267

97--102

PL

W pracy autorzy podjęli się optymalizacji odkuwki kołnierzowej w celu minimalizacji masy materiału wsadowego. Przemysłowy proces kucia realizowany jest na prasie korbowej o dopuszczalnym nacisku 2500 ton w 3 operacjach: spęczania, kucia matrycowego wstępnego i kucia matrycowego wykańczającego. Do przeprowadzonej optymalizacji wykorzystano bezgradientowy algorytm Rosenbrocka, który sprzężono z modelem numerycznym przy wykorzystaniu języka Python. W ramach badań przeprowadzono modelowanie numeryczne procesu kucia, które pozwoliło na określenie jego najistotniejszych parametrów, m.in.: sił, rozkładów odkształcenia i pola temperatur oraz sposobu płynięcia. Główne parametry optymizacji dobrano na podstawie wyników symulacji komputerowych oraz normy kucia odkuwki kołnierzy. Przyjęto, że minimalizacja masy odkuwki będzie realizowana poprzez zmianę trzech wybranych na podstawie wyników MES, najistotniejszych parametrów – grubości i położenia denka oraz wysokości otwarcia na wypływkę. Wynikiem przeprowadzonej optymalizacji było obniżenie masy materiału o 5,3%. Otrzymane rezultaty optymalizacji zostały poddane analizie a następnie weryfikacji opartej o eksperyment w warunkach przemysłowych.

EN

In presented article authors has decided to optimize forging of the flange type in order to minimize the weight of the initial billet. Industrial forging process was carried out on the crank press with the pressure of 2500 tonnes in three operations: upsetting, initial die forging and final die forging. To conduct the optimization Rosenbrock algorithm has been used. For the study numerical modeling of industrial forging process has been carried out. Based on the results of computer simulation and standards of flange forging authors decided to reduce the weight by interfering into three selected parameters - thickness and the position of the bottom and the height of the outside flash opening. The result of the optimization was material weight reduction by 5,3% The obtained results were analyzed and will be verified by experiment in industrial conditions.

4

Studying the effectiveness of the NiCrN alloy forging process

Schmidt J., Kazakov A., Zagórski A., Świątoniowski A.

Management and Production Engineering Review

|

2013

|

Vol. 4, No. 4

59--65

EN

Chromium- and nickel based alloys offer good mechanical properties, while keeping them also in highly corrosive environment. In addition, the introduction of the nitrogen at the level of 0.3 to 0.5% to the alloy structure, increases the plastic deformation ability of the cast alloy. This observation is fully confirmed by the results of the plastic deformation tests (performed on Gleeble), which are presented in this paper. The laboratory samples made of NiCrN wrought alloy and processed by die forging, demonstrated the significant increase of the yield stress and plastic deformation ability for the applied deformation degrees. The experiments showed about twofold increase of the resistance to cyclic loading for the forged products, when comparing it to the initial alloy state after casting. The developed technology (validated by numerical simulations) has been used to manufacture the workpiece for the propeller shaft. The results of the deformation performance for the element subjected to plastic processing have been compared with the material in its cast state.

5

Weryfikacja teoretyczna procesu kucia matrycowego odkuwki dźwigni ze stopu magnezu AZ80

Gontarz A., Pater Z., Drozdowski K., Doleba R.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 5

305--311

PL

W opracowaniu przedstawiono analizę teoretyczną procesu kształtowania plastycznego odkuwki dźwigni ze stopu magnezu AZ80. Rozpatrzono dwie technologie wykonania: kucie na prasie hydraulicznej oraz kucie na młocie matrycowym. Opracowano proces technologiczny obejmujący operacje kucia, operacje pomocnicze oraz operacje obróbki cieplnej. Zaprojektowany proces poddano weryfikacji teoretycznej opartej na symulacjach metodą elementów skończonych. Analizą objęto kinematykę płynięcia, rozkład odkształceń, temperatur, kryterium zniszczenia według Cockrofta-Lathama, a także siłę kucia w przypadku zastosowania prasy i energię uderzenia w przypadku użycia młota. Na podstawie uzyskanych wyników określono miejsca ewentualnych zakuć materiału oraz obszary odkuwki o największym niebezpieczeństwie przegrzania i powstania pęknięć. Pomimo występujących ograniczeń procesu stwierdzono, że opracowana technologia daje podstawę do uzyskania wyrobu o założonej jakości. Ze celowe uznano więc wykonanie prób doświadczalnych w warunkach przemysłowych, co będzie kolejnym etapem badań.

EN

The results of theoretical analysis of forging process of lever drop forging from AZ80 magnesium alloy are presented in this paper. Two technologies were taken into consideration: forging on a hydraulic press and hammer forging on a die hammer. A technological process consisting of forging, additional operations and heat treatment was worked out. Such a designed process underwent theoretical verification based on simulation by means of finite element method. Flow kinematics, strains distribution, temperatures distribution, damage criterion according to Cockroft-Latham, as well as forging force in the case of press application and blow energy in the case of hammer application were analyzed. On the basis of the obtained results, zones of probable material overlapping were determined and forging areas with the largest danger of overheating and cracks presence were given. Despite the presence of process limiting phenomena, it was stated that the worked out technology constitutes the basis for obtaining a product of the assumed quality. It was regarded as purposeful to conduct experimental tests in industrial conditions, which will be the subject of the further research.

6

Termomechaniczna symulacja procesu kucia wydłużającego stopu tytanu Ti-6AI-2Mo-2Cr

Kukuryk M., Kukuryk B.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2011

|

Vol. 31, nr 1

67-76

PL

W artykule przedstawiono analizę rozkładu odkształceń, naprężeń i temperatury w procesie kucia wydłużającego stopu tytanu Ti-6Al-2Mo-2Cr w kowadłach kształtowych. Do symulacji schematu płynięcia metalu w procesie kucia zastosowano metodę elementów skończonych z zastosowaniem lepko-plastycznego modelu odkształcanego ciała. Analizę numeryczną wykonano z wykorzystaniem programu QFORM-3D w warunkach przestrzennego stanu odkształcenia. Podano przykładowe wyniki badań, które obejmują rozkład odkształceń, naprężeń i temperatury na powierzchniach poprzecznych przekrojów odkuwek. Wyniki analizy numerycznej poddano weryfikacji eksperymentalnej.

EN

In the paper the analysis of metal flow and the stress, strain and temperature distribution in the forging process of Ti-6Al-2Mo-2Cr titanium alloy in the shaped dies has been presented. Finite Elements Method and visco-plastic model of the deformed element have been used to simulate metal flow in forging process. The numerical analysis was performed on QFORM program in the three-dimensional deformation state. Some results of the theoretical FEM investigations including the strain, stress and temperature distribution on the cross-section of the titanium alloy forging Ti-6Al-2Mo-2Cr have been given. The results of theoretical simulating have been verified experimentally.

7

Lekkie konstrukcje w ich doskonałości

Seitz C.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 7

483-486

PL

Samochody, łodzie i samoloty stają się coraz lżejsze: lekkie konstrukcje pozwalają zaoszczędzić paliwo, zmniejszyć emisję CO2 i koszty produkcji w wielu sektorach przemysłowych. Jednym z głównych międzynarodowych dostawców na niniejszym, szybko zmieniającym się rynku jest LEIBER Group GmbH & Co. KG. Specjalizująca się w kuciu aluminium oraz ich dalszej obróbce średniej wielkości firma posiadająca swoje zakłady w Niemczech i Polsce, dostarcza lekkie konstrukcje o doskonałej jakości. Najnowsze osiągnięcie firmy na drodze dalszego rozwoju stanowią AluHigh/R i AluXtrem/R, dwa nowe stopy aluminium oferujące bezkonkurencyjne korzyści w przypadku konstrukcji lekkich. Odkuwki aluminiowe dostarczane przez LEIBER oferują długą listę korzyści. Oprócz tego, że są bardzo lekkie, zapewniają dużą wytrzymałość, oferują różnego rodzaju możliwości obróbki powierzchni, które są łatwe do przeprowadzenia i są w stu procentach odporne na korozję. Aluminium stanowi również doskonały materiał do dekoracyjnego i technicznego procesu anodowania, nie posiada porów i umożliwia produkcję stopów odpornych na wodę morską. Na podstawie przykładowych odkuwek z produkcji seryjnej zostaną omówione ich zalety.

EN

Cars, boats and airplanes are getting lighter and lighter: lightweight structures help save fuel, lower CO2 emissions and make manufacturing cheaper in a wide variety of industrial sectors. One of the foremost international suppliers in this fastevolving market is LEIBER Group GmbH & Co. KG. Specialised in aluminium forging and machining technologies, the successful medium-sized group with production operations in Germany and Poland delivers lightweight construction in perfection. The latest offspring of the company's constant development are AluHigh/R i AluXtrem/R, two new Aluminium alloys which offer unrivalled benefits in lightweight design. The aluminium forgings supplied by LEIBER offer a long list of benefits. In addition to being very lightweight, they are high-strength, offer manifold surface treatment possibilities, can be machined easily and are perfectly corrosion-resistant. Aluminium is also ideal for decorative and technical anodizing processes, forms absolutely no pores and enables seawater-resistant alloys. LEIBER Group has two manufacturing facilities in Germany and Poland and employs 500 people, including 340 at the Group's main site in Emmingen, Germany, and turns over 60 million EUR. Every year, LEIBER processes over 7,000 t of aluminium, using 19 modern forging presses and 72 CNC machines. All forged aluminium components are developed in close cooperation with the customer. New components are designed using Unigraphics NX6 or CATIA V5. FE analysis and material flow simulation are done before starting with tool manufacturing. This reduces cost-intensive try-out time in the beginning of production. An efficiently working closed-loop system between design department, forging shop and machining department is a further advantage of LEIBER Group. Inhouse or external solutions for surface treatments are offered like: shot peening, anodizing, polishing, cataphoretic painting (KTL) or powder coating. Using various examples of forgings from the series its benefits are discussed.

8

Validation of the thermo-mechanical-microstructural model of hot forging process

Kuziak R., Pidvysots'kyy V., Drozdowski K.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 4

424-434

EN

The paper deals with mathematical modelling of non-isothermal forging process accounting for the distribution of effective strain, strain rate, temperature and microstructural changes occurring in the deformed material. So far, forging technologies of the investigated alloyed steel have been designed intuitively and applied in practice, but there is still lack of reliable models describing behaviour of this steel during thermomechanical processing. Thus, the general objective of the present work was to develop rheological and microstructure evolution model for the steel under investigation. Uniaxial compression tests were performed in a wide range of strains, strain rates and temperatures. The experimental results, in the form of load vs. displacement measurements, were used as input for the inverse calculations. Rheological models based on flow stress functions of various complexity were determined and validated. It is shown that when the inverse analysis is applied to the interpretation of the plastometric tests, the properties of the material are insensitive to the method of testing and to the sample dimensions. A number of tests with identical deformation conditions and various intervals between deformation and quenching were performed to provide data for identification of the microstructure evolution model. Also stress relaxation technique was used for this purpose. The models were implemented into Forge2008 commercial code for the simulation of industrial forging process. The results of the simulation show good predictive ability of combined thermal-mechanical-microstructure evolution model in hot forging of 16NCD13 steel.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących matematycznego modelowania procesu kucia, w warunkach powodujących szybkie zmiany temperatury materiału, umożliwiających przeprowadzenie obliczeń rozkładu efektywnego odkształcenia, prędkości odkształcenia i zmian mikrostruktury. Materiałem do badań była stal stopowa 16NCD13, dla której nie opra-cowano dotychczas modelu rozwoju mikrostruktury, zaś technologie kucia tej stali opracowywane były w oparciu o wiedzę inżynierską. Z tego powodu najważniejszym celem badań było opracowanie modelu Teologicznego i rozwoju struktury dla tej stali. Modele te opracowano w oparciu o wyniki badań plastometrycznych, w trakcie których odkształcano próbki cylindryczne stosując szerokie przedziały zmienności prędkości odkształcenia i temperatury. Wyniki badań plastometrycznych w postaci zależności siły od przemieszczenia narzędzia poddano analizie odwrotnej, która wyeliminowała wpływ tarcia i nagrzewania adiabatycznego próbki na wartość naprężenia uplastyczniającego. W ten sposób otrzymano rzeczywiste krzywe naprężenie-odkształcenie, które posłużyły do opracowania modeli reologicznych charakteryzujących się różnym stopniem skompliko-wania. W celu opracowania modelu zmian mikrostruktury austenitu zastosowano metodę relaksacji naprężenia oraz bezpośredniego chłodzenia próbki po odkształceniu. Próbki chłodzone wodą poddano ilościowej ocenie mikrostruktury. Opracowany model reologiczny i rozwoju mikrostruktury implementowano w programie Forge2008 i zastosowano do symulacji numerycznej procesu kucia odkuwki w warunkach przemysłowych. Wyniki przeprowadzonych symulacji dobrze korespondowały z wynikami badań metaloznawczych przeprowadzonych na odkuw-kach, co wskazuje na poprawność opracowanych modeli.

9

Modelowanie tarcia w próbie spęczania pierścieni ze stopu Ti6Al4V

Lacki P.

Tribologia

|

2008

|

nr 3

347-355

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych z próby spęczania na zimno pierścieni wykonanych ze stopu Ti6Al4V. Uwzględniono wpływ mikrogeometrii powierzchni na charakter współpracy pary trącej. Wyniki badań eksperymentalnych porównano z wynikami symulacji numerycznej. Do obliczeń numerycznych wykorzystano program ADINA System, bazujący na metodzie elementów skończonych. W modelu numerycznym założono sprężyste właściwości materiału matryc oraz sprężysto-plastyczne właściwości odkształcanego materiału. Ze względu na symetrię osiową procesu przyjęto dwuwymiarowy model osiowo-symetryczny. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych pokazujące zmianę płynięcia materiału na skutek różnych warunków tarcia.

EN

Friction has a large influence on the course of the metal forming process. Many authors point to the complexity of the frictional processes occurring between the deformed material (especially titanium alloys) and the tools (steel). It results from the physical and chemical properties of titanium alloys and the particular conditions occurring in the metal forming processes. Complexity of the phenomena occurring in the contact zone causes that frictional hypotheses do not meet reflection in tests. It can be stated that the agreement between frictional hypotheses and real conditions worsens with increasingly difficult frictional conditions. The present-day knowledge does not allow for defining one universal hypothesis describing frictional conditions in relation to the metal working processes. The research mainly concentrates on the determination of the influence of the individual parameters on the frictional state of the specific frictional pair. Some tests show that the microgeometry of the contact surface affects the kind and character of the contact phenomena significantly. Numerical simulation is the only method allowing for the determination of the plastic strains in the deformed material. It is very difficult, or even impossible, to obtain such information by other methods. In most cases of the numerical simulations, the surface roughness is neglected because of a large number of the finished elements needed for modelling the process. Generally, such a simplification is justified and does not affect the calculation results significantly. In the paper, an influence of the contact microgeometry (surface roughness) on the deformation process was analysed. The numerical simulation of the upset forging of the titanium rings was carried out with the ADINA System v. 8.3, based on the finite element method. In the numerical model, the elastic properties of the die material and the elastic-plastic ones of the deformed material were assumed. According to the axial symmetry of the process, a 2-D model with axial symmetry was applied. The numerical model geometry of the upper and lower surface of the ring was varied in order to show a difference between a smooth and rough surface. The surface topography of the sample and dies was imaged. Imaging was produced of the surface roughness aimed at analysing the influence of the contact microgeometry on the course of the deformation process in the top layer of the deformed ring. The calculation results showing some changes in material flow resulting from different frictional conditions were compared with the test results. The "ring test" for Ti6Al4V alloy rings was carried out. Additionally, metallographic specimens of the deformed rings were obtained and analysed. It is observed that, with worsening frictional conditions, the rate of plastic deformation in the top layer increases. The local values of the plastic strains occurring at the unevenness tops can exceed limit values, and material decohesion appears. It is especially dangerous in the case of titanium deformation because the fractures, which are invisible at the beginning, develop suddenly after the end of the forging process.

10

Immune and evolutionary shape optimization in forgin

Kuś W., Burczyński T.

Computer Methods in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, No. 2

79-85

EN

The paper deals with applications of methods of artificial intelligence: artificial immune systems and evolutionary algorithms in optimization of a forging process. The shape optimization of the anvils in a two-stage forging process is considered as a numerical example. The paper contains description of the evolutionary algorithm, the artificial immune system and parallel versions of bioinspired algorithms in grid environment.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie dwóch biologicznie inspirowanych metod obliczeniowych - algorytmów ewolucyjnych i sztucznych systemów immunologicznych w optymalizacji procesu kucia. Dwu-etapowy proces kucia swobodnego modelowany jest za pomocą metody elementów skończonych i rozwiązany za pomocą programu MSC Marc. W celu przyspieszenia obliczeń zagadnienie rozważane jest w środowisku gridowym. Przedstawiono przykład numeryczny ilustrujący skuteczność zastosowanych inteligentnych technik optymalizacji.

11

Modelowanie fizyczne procesu kucia obudowy korpusu przebiegu homokinetycznego przy zastosowaniu matryc łukowych oraz stożkowych

Hawryluk M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2007

|

z. 216

35--40

PL

W pracy porównano sposób płynięcia materiału oraz przebieg siły w procesie kucia obudowy korpusu przegubu homokinetycznego przy zastosowaniu matryc łukowych i stożkowych wykorzystując modelowanie fizyczne. Jako materiał modelowy zastosowano syntetyczny wosk filia. Przeprowadzone badania wykazały, że dla matryc łukowych uzyskano bardziej równomierny sposób płynięcia materiału oraz mniejsze siły na stemplu niż dla matryc stożkowych.

EN

In the paper were compared the flowing the material and the course of forces in process forging the casing of CV in the arched and conical dies using physical modeling. Synthetic wax filia as model material was applied. Conducted investigations have shown that forging processes of CV joint body using arched dies is better than conical dies as regards more uniform flow of material and lower extrusion force.

12

An influence of the frictional conditions on the forging process of Ti6A14V alloy

Lacki P.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 4(14)

68-74

EN

In the paper some experimental results of the "ring test" are given. The tests were done for Ti6A14V alloy. An influence of the contact microgeometry on the deformation process was analysed. The test results were compared with the results of the numerical simulation carried out for the upset forging of the titanium rings. The simulation was carried out with the ADINA System based on the finite element method. In the numerical model the elastic properties of the die material and the elastic-plastic ones of the deformed material were assumed. According to the axial symmetry of the process 2-D model with axial symmetry was applied. In the paper the calculation results showing some changes in material flow resulting from different frictional conditions were given.

13

Analiza przyczyn powstawania pęknięć wodorowych w odkuwkach o dużej masie ze stali odgazowanych próżniowo z niską zawartością siarki

Bulkowski L., Zdonek B., Wiedermann J., Szypuła I.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2006

|

T. 58, nr 2

59-62

PL

Celem pracy była próba poznania przyczyn powstawania pęknięć wodorowych w odkuwkach o dużej masie. Analizie poddana stal w gatunku 34CrNiMo6, która po rafinacji w piecokadzi i odgazowaniu była odlewana do wlewnic na wlewki 30 i 50 t. Z wlewków tych odkuto wały przeznaczone dla elektrowni wiatrowych, które po wstępnej obróbce cieplnej, poddawano badaniom ultradźwiękowym. Analiza pęknięć wykrytych w odkuwkach, przy zawartości wodoru w cieklej stali 0,8 ppm,, wykonanych w Celsa Huta Ostrowiec wykazała, że są to pęknięcia naprężeniowo-wodorowe, a za przyczynę wskazała niewłaściwą wstępną obróbkę cieplną odkuwek po procesie kucia.

EN

The purpose of this paper was to analyse reasons for hydrogen cracks in forgings with large weights. The subject of analysis was 34CrNiMo6 steel, which upon refining in a ladle furnace and degassing was cast into moulds to make 30 and 50 t ingots. Rollers for wind power plants were knocked off the ingots. They were subject to ultrasonic testing upon heat pre-treatment. Analysis of cracks found in forgings made in Celsa Huta Ostrowiec, with hydrogen contents in liquid steel of 0,8 ppm, showed that these were stress-hydrogen cracks and the reason was incorrect heat pre-treatment of the forgings after the forging process.

14

Influence of strain hardening on forces and contact pressure distributions in forging processes

Camacho A. M., Marín M., Sevilla L., Domingo R.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

166--173

EN

Purpose: The main aim of this paper is to analyze forging processes by means of the Finite Element Method (FEM) and the comparison of results with analytical methods that have been traditionally used: the Slab Method (SM) and the Homogeneous Deformation Method (HDM). Design/methodology/approach: Both analytical methods are easier to apply than FEM but they provide less accurate results than the numerical technique. Phenomena such as the strain hardening can be easily incorporated into the Finite Element model so the influence of this factor on variables such as contact pressure distributions and platen forces can be studied. Findings: Forces analysis shows that they are higher when strain hardening is considered. The curves of the FEM and of the SM are practically identical for the rigid perfectly plastic material. However, differences between FEM and SM are obtained for the strain hardened material. The analysis of contact pressures demonstrates that maximum pressures are always found at the center of the workpiece by SM. Otherwise, maximum pressures by FEM are located near the free surface for the lowest reductions. Research limitations/implications: This work is a preliminary study of the influence of strain hardening on these variables. The Finite Element model that has been developed can be improved by incorporating factors such as thermal effects or models of material more complex. Practical implications: The influence of many variables on forging process efficiency can be analysed by numerical techniques in a simple manner by means of few changes in the model. Originality/value: Although several studies about analysis of forging processes by FEM can be found in the literature it is difficult to find a comparison between analytical and numerical results.

15

Effect of fixed ends in upset forging process

Sińczak J.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

1998

|

T. 24, no. 3

209--217

EN

Analysis of the hot upsetting process between flat plates with high reductions of the material used for forged ingots with pierced holes was performed. The analysis was done by means of computer code FORM2D simulation. lt was found that the main cause of occurrence of discontinuities in shape of overlapping and ring-like craeks on the front surface of forged ingots adjoining to side surfaces is superimposition of unfavourable phenomena. The phenomena in question are the zone of lowered temperature and accompanying lowered plasticity of material, causing fold generation, and boundaries of crystallisation zones during solidification of ingot.

XX

Dokonano analizy procesu spęczania na gorąco między płaskimi płytami z dużym gniotem materiału stosowanego na odkuwki z otworami. Analizę przeprowadzono w oparciu o symulację komputerową programem FORM2D. Stwierdzono, że główną przyczyną pojawiania się nieciągłości w postaci zakuć i pęknięć pierścieniowych na powierzchni czołowej odkuwek w pobliżu powierzchni bocznej jest nakładanie się niekorzystnych zjawisk, tj. strefy obniżonej temperatury oraz towarzysząca temu zjawisku obniżona plastyczność materiału, powodujących powstawanie fałd, a także granic stref krystalizacyjnych powstałych podczas krzepnięcia wlewka.