Powszechnie znane mechanizmy zużycia narzędzi kuźniczych są od wielu lat opisywane w publikacjach naukowych. Do mechanizmów tych należą: zmęczenie cieplne [3, 11], odkształcenia plastyczne[4, 7], kruche pękania [4, 12], zużycie ścierne [1, 4, 7, 11] oraz inne rzadziej opisywane. W literaturze możemy śledzić na bieżąco postęp wiedzy w tym zakresie [1, 3, 4, 5, 6, 11, 12]. Niewiele jednak można znaleźć informacji dotyczących wpływu towarzyszących czynników na trwałość narzędzi kuźniczych, np.: obecność oraz tworzenie się tlenków żelaza Fe3O4 i Fe2O3, oraz wpływ temperatury na właściwości warstwy wierzchniej. W artykule przedstawiono kilka elementów mogących mieć wpływ na przebieg procesów zużycia narzędzi kuźniczych. PRZEDMIOT BADAŃ Przedmiotem badań opisanych w artykule są narzędzia ze stali do pracy na gorąco - gatunek stali to 1.2344. Analizowane narzędzia pochodziły z procesu kucia na gorąco koła w trzech operacjach. Na rysunkach 1 oraz 2 przedstawiono wyniki pomiarów termowizyjnych podczas procesu kucia koła o średnicy ok. 210 mm i wadze ok. 3,7 kg. Odkuwkę wykonano ze stali C45. Temperatura odkuwki wynosiła 1150-1180oC. Temperatura narzędzi chłodzonych zawiesiną grafitu wynosiła 250-270oC. Temperatura narzędzi, które nie były chłodzone (operacja spęczania) wynosiła ok. 500-550oC. Narzędzia drugiej oraz trzeciej operacji były chłodzone okresowo. Używana była do tego zawiesina grafitu z wodą (4% grafitu).Głównym składnikiem powstającej na powierzchni odkuwek zgorzeliny było Fe2O3 i Fe3O4. Tlenek żelaza FeO nie jest stabilny i jego udział jest bardzo mały. Dodatkowo badania spektrometryczne pozwoliły na identyfikację różnych zanieczyszczeń (oleje, smary i inne zanieczyszczenia powierzchni). 59 Rudy Metale 2017, R. 62, nr 12 Rys. 2. Widoczna odrywająca się w każdym kierunku zgorzelina z materiału odkuwki Fig. 2. Visible scale from forg[...]

W pracy przedstawiono podstawowe zagadnienia budowy elementów górnozaworowych układów rozrządu silników ZS (rysi). Przedmiotem badań były dwustronne dźwigienki zaworowe silnika D 2156 HM6U. Omówiono b[...]

  W pracy dokonano analizy odkształcalności stali 16HG podczas prasowania obwiedniowego. Z przeprowadzonej analizy wynika, że zmiana kąta wahań matrycy górnej, prędkości posuwu narzędzi oraz odkształcenia nie ma istotnego wpływu na zmianę twardości odkształcanego materiału.. Parametry te w znaczący sposób wpływają na jakość odkuwki, strukturę materiału po odkształceniu oraz kształt powierzchni bocznej. Zmiana kąta wahań powoduje zmianę siły kształtującej wyrób, a prędkość posuwu narzędzi wpływa na zmianę linii płynięcia mate- riału podczas odkształcania oraz kształt powierzchni bocznej. The paper contains the analysis of 16HG steel behaviour in the process of orbital forging. The analysis shows that the change of the angle of the upper die fluctuations, tool feed rate and degree of deformation have no significant effect on the change of hardness of the deformed material. Nevertheless, the change of mentioned parameters significantly affects the quality of the forgings, the structure of the material after deformation and the shape of the lateral surface. The modification of the angle of fluctuation causes a change of force shaping the product. The tool feed rate significantly influences the change of flow lines of the material during deformation and the shape of the lateral surface. Słowa kluczowe: prasowanie obwiedniowe, odkształcenia plastyczne, stal 16HG Key words: orbital forging, plastic deformation, 16HG steel.Wprowadzenie. Prasowanie obwiedniowe jest jednym z procesów, w którym w wyniku złożonej kinematyki ruchu narzędzi kształtujących dochodzi do zmiany orientacji składowych naprężenia [1, 2]. W odróżnieniu od tradycyjnego kucia w procesie prasowania obwiedniowego stempel[...]

W artykule przedstawiono badania nad zastosowaniem metody ECAP do kształtowania mikrostruktury brązu aluminiowego BA1032. Materiałem wyjściowym były próbki wycięte z wlewka. Proces wielocyklicznego przeciskania przez kanał kątowy przeprowadzono w temperaturze 400 °C. Po dwóch cyklach uzyskano mikrostrukturę złożoną z silnie wydłużonych ziaren fazy α w kierunku osi próbki oraz rozdrobnionego eutektoidu α + γ2. Dalsze cykle przeciskania likwidują wydłużenie ziaren fazy α, które stają się równoosiowe oraz powodują rozdrobnienie eutektoidu α + γ2, który po kolejnych cyklach odkształcania jest równomiernie rozmieszczany w fazie α. Słowa klucze: wyciskanie, nadplastyczność, brąz aluminiowy, ECAP FORMING OF THE BA1032 BRONZE MICROSTRUCTURE IN THE ECAP PROCESS The paper presents research on the application of ECAP method to the forming of BA1032 bronze microstructure. Raw material samples were cut from the ingot. The process of multicyclic squeezing through the angular channel was conducted in the temperature of 400 °C. The microstructure, after twofold deformation consists of the strongly elongated (in axial direction) grains of phase α and crumbled eutectoid α + γ2. Further cycles of squeezing through the angular channel eliminate the grains’ elongation of phase α, that become equiaxial and the eutectoid α + γ2 become more crumbled and evenly distributed in phase α. Keywords: extrusion, superplastic, aluminum bronze, ECAP Wprowadzenie W celu poprawy odkształcalności materiałów dąży się do wytwarzania materiałów o cechach nadplastycznych, zdolnych do bardzo dużych odkształceń, przekraczających nawet 1000 %. Materiał może charakteryzować się właściwościami nadplastycznymi, gdy spełnione są następujące warunki: drobne równoosiowe ziarna o średnicy poniżej 10 μm, bardzo mała prędkość odkształcania w zakresie 10-4÷10-2 s-1, temperatura odkształcania wyższa niż 0,5[...]

  Wpływ zjawisk zachodzacyh na powierzchni matryc jest na ogół analizowany odzielnie. Nie ma dokładnego globalnego opisu fizycz- nego procesu zużycia, a więc uwzględniającego wszystkie zjawiska, których intensywność zmienia się wraz ze zmianą parametrów procesu lub miejscem na narzędziu, co determinuje czas kontaktu i zmiany temperatury. Badania przedstawione w pracy wykazały, że najbardziej niebezpiecznym czynnikiem dla analizowanego procesu kucia na gorąco tarczy jest zmęczenie cieplno- mechaniczne, które prowadzi bardzo szybko do powstania małych pęknięć. Dalszy ich rozwój jest uwarunkowany parametrami procesu, czasem kontaktu, prędkością płynięcia materiału, ale najczęściej prowadzi to do powstania siatki pęknięć na całej powierzchni kontaktu. The effects of the particular processes on the surface layer of dies and on their wear are usually analyzed separately. There is no comprehensive detailed description of the physical process of wear, which would take into account all the phenomena involved, whose intensity varies depending on the forging parameters and the location on the die, which in turn determine contact time and temperature variation. The research presented in the paper has shown that thermomechanical fatigue, quickly resulting in the formation of small cracks, is the most harmful factor affecting hot forging of disc. The further development of the cracks is determined by the forging process parameters, the contact time, the rate of material flow, but usually a network of cracks extends over the entire contact surface. Słowa kluczowe: zużycie, kucie, zmęczenie, odkształcenia plastyczne Key word: wear, forging, fatigue, deformation S. 608 UHTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 8 powierzchni trących i niszczenie tych połą[...]

  W artykule przedstawiono opis zjawisk zachodzących na powierzchni matryc do kucia na gorąco odkuwki koła czołowego. Szczegółowej analizie poddano dolną matrycę w drugiej operację kucia, ze względu na najbardziej intensywne zużycie narzędzia w tej operacji. Na skutek długotrwałej pracy narzędzia, niezależnie od liczby odkutych odkuwek, najbardziej intensywne zużycie zachodzi w miejscu najdłuższego kontaktu z kutym materiałem. Opisane w pracy badania wykazały, że najbardziej niebezpiecznym czynnikiem dla analizowanego procesu kucia na gorąco jest 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. W artykule przedstawiono również zużycie ścierne analizowanej matrycy powstałe na skutek intensywnego płynięcia materiału w obecności cząstek ściernych (tlenków). Słowa kluczowe: zużycie, kucie, zmęczenie, odkształcenia THE WEAR OF DIES FOR HOT FORGING OF THE FRONT WHEEL In the research the phenomena occuring on the surface of the hot forging dies of the front wheel have been examined. A detailed analysis of the lower die of the second operation has been carried out, due to the most intensive tool wear for this operation. The long‐term work of the tool, regardless of the number of forgings produced, causes the most intensive wear in the location of the longest contact of the die with the forged material. The research proves that the most dangerous factor for the analysed forging process is the thermo‐mechanical wear, which leads to formation of the micro‐cracks network on the whole contact area. In the article the abrasive wear of the analysed die caused by the intensive material flow with occurence of the abrasive particles (oxides) has been discussed. Keyword: wear, forging, fatigue, deformation Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski, dr inż. Marek Hawryluk, dr inż. Maciej Zwierzchowsk[...]

  W pracy przeanalizowano najpowszechniej stosowane metody badawcze oraz stanowiska laboratoryjne do badania zmęczenia cieplnego pod kątem wykorzystania ich do analizy zmęczenia cieplnego matryc w procesach kucia. Autorzy zbudowali specjalne stanowisko badawcze, bazując na metodzie "wirującego krążka" i przeprowadzili próby, które potwierdziły możliwość zastosowania tej metody do odwzorowania warunków zmęczenia cieplnego, panujących w przemysłowym procesie kucia. Słowa kluczowe: zmęczenie cieplne, metoda wirującego krążka, trwałość matryc, kucie matrycowe ANALYSIS OF THERMAL FATIGUE OF WCLV STEEL USED ON DIES IN HOT FORGING This paper examines the most widely used research methods and devices of the laboratory for testing thermal fatigue in terms of their use for the analysis of dies thermal fatigue in the forging process. The authors built a special test stand based on the method of “spinning disc" and performed tests that confirmed the possibility of applying this method to map the thermal fatigue conditions prevailing in the industrial forging processes. Keywords: thermal fatigue, method of “spinning disc", dies durability, die forging Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski, dr inż. Marek Hawryluk, dr inż. Maciej Zwierzchowski, mgr inż. Marcin Kaszuba, mgr inż. Marcin Marciniak — Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Wrocław. Rudy Metale R56 2011 nr 11 UKD 539.377:61.73.043: :621.7.073-047.37:669-134 655 Wstęp Matryce kuźnicze stosowane w procesach kucia na gorąco narażone są na różnego rodzaju zniszczenia wynikające z ekstremalnych warunków pracy, jakim są poddawane. Oddziałują na nie wysokie wartości obciążeń mechanicznych oraz cieplnych, a powierzchnia jest systematycznie intensywnie nagrzewana, ścierana oraz utleniana. Zjawiskiem, które istotnie obniża trwałość narzędzi, jest zmęczenie cieplne wynikające z dużego gradientu temperatur, spowodowanego zmiennym kontaktem z wst[...]

  W pracy przedstawiono opis zjawisk zachodzących na powierzchni matryc do kucia obudowy przegubu homokinetycznego. Szczegółowej analizie poddano matrycę z drugiej operacji kucia, w której kształtowana jest nóżka odkuwki. Opisane w pracy badania wykazały, że najbardziej nie- . niebezpiecznym czynnikiem dla analizowanego procesu kucia jest zmęczenie mechaniczne, zmęczenie cieplno-mechaniczne oraz zużycie ścierne. The paper presents a description of the phenomena occurring on the surface of forging dies for constant velocity joint case. Detailed analyzes were die of the second forging operation in which the foot is shaped by forging. Research described in this paper showed that the most dangerous factor for the analyzed process is mechanical fatigue, thermo-mechanical fatigue and abrasive wear. Słowa kluczowe: zużycie, kucie, zmęczenie, odkształcenia Key words: wear, forging, fatigue, deformation.Wprowadzenie. Trwałość narzędzi stosowanych w procesach kucia na ciepło i na gorąco zależy głównie od warunków, w jakich przebiega proces kucia, zaprojektowania i wykonania narzędzi, ich odpowiedniej obróbki cieplnej adekwatnej do wybranego materiału na narzędzia, kształtu wstępniaka i przedkuwki itp. [1÷3]. W procesach kucia matrycowego na gorąco narzędzia poddawane są działaniu trzech głównych czynników powodujących ich niszczenie, tj. intensywnym szokom cieplnym, cyklicznie zmiennym obciążeniom mechanicznym oraz intensywnemu tarciu [10]. W procesie kucia na gorąco wyrobów ze stali w celu obniżenia naprężenia uplastyczniającego kształtowany materiał nagrzewany jest do temperatury 1000÷1200 ºC, temperatura narzędzi w warstwie wierzchniej nagrzanych od odkształcanego materiału może cyklicznie osiągać wartość nawet 800 ºC, następnie narzędzia są intensywnie chłodzone również w sposób cykliczny [4÷6]. Ze względu na trwałość, trudn[...]

  W pracy przedstawiono wyniki badania zmęczenia cieplnego próbek pokrytych warstwami hybrydowymi. Próbki ze stali narzędziowej do pracy na gorąco WCL i WCLV poddane zostały obróbce cieplnej zgodnie z technologią przygotowania matryc do kucia na prasach. Po azotowaniu jarzeniowym na próbki nałożono powłoki metodą PVD typu CrN i Al0,7Cr15Ti15N mono. Na podstawie pomiarów oraz literatury dobrano warunki cyklu zmęczeniowego. Próby przeprowadzono dla trzech temperatur górnych cyklu Tg = 650, 700, 750°C. Wyniki przedstawiono w postaci opisu powierzchniowej siatki pęknięć oraz za pomocą pomiaru głębokości pęknięć. Wskazano, która z zastosowanych powłok na próbkach stalowych daje najmniejszą intensywność powstawania siatki pęknięć oraz spełnia wymagania stawiane przez warunki przemysłowe. The paper presents the results of thermal fatigue of hybrid layers. Samples from hot tool steel H11,H13 were subjected to heat treatment compatible with the technology of preparation of forging dies for presses. After nitriding PVD coatings were imposed: CrN and Al0,7Cr15Ti15N mono. On the basis of measurements and literature conditions of cycle fatigue were chosen. Tests were carried out for three temperatures of the upper cycle Tmax = 650, 700, 750 ° C. The results are shown in the form of the surface crack formation, and by measuring the depth of cracks. It was indicated which coating combination with steel gives the lowest intensity of the grid formation of cracks and meets the requirements of the industrial conditions. Słowa kluczowe: niskocyklowe zmęczenie cieplne, metoda "wirującego krążka", powłoki PVD, warstwa azotowana, stal do pracy na gorąco Key word: Low cycle thermal fatigue, “spinning disc" method, PVD coatings, nitrided layer, hot tool steel.1. Wstęp. Zmęczenie cieplne jest procesem, w którym dochodzi do uszkodzenia materiału w wy- niku cyklicznych zmian temperatury z wystąpieniem zewnętrznego pola siłowego lub bez niego. Krańco- wymi przypadkami zm[...]

  Oprócz tradycyjnych metod kształtowania plastycznego coraz częściej pojawiają się ostatnio nowe, niekonwencjonalne sposoby realizacji procesów kształtowania plastycznego. Jednym z nich jest metoda, która wykorzystuje efekt elektroplastyczny (EPE). Efekt ten występuje w metalach podczas ich plastycznego odkształcania z jednoczesnym pulsacyjnym przepływem prądu o dużej gęstości. Metoda EPE powoduje szeroko rozumianą zmianę własności materiału odkształcanego, szczególnie w obszarze naprężenia uplastyczniającego, tj. powstających naprężeń własnych oraz ewolucji mikrostruktury i opóźnienia początku procesu pękania. Badania tego efektu prowadzono najczęściej w próbie rozciągania. W niniejszej pracy po raz pierwszy wykorzystano badania plastometryczne do oceny wpływu EPE na naprężenie uplastyczniające i zmiany struktury metalograficznej mosiądzu CuZn30. Dotychczas efekt ten nie został zbadany, a jedyne próby z udziałem prądu, przeprowadzane na tym materiale, miały miejsce w procesie rozciągania i z zastosowaniem prądu stałego, a nie impulsowego [1]. Zmianę własności materiałów pod wpływem przepływu pulsacyjnego prądu o dużej gęstości w trakcie odkształcania plastycznego odkryli Troitskii [2] oraz Conrad [3 - 5] i nazwali efektem elektroplastycznym. Efekt ten może być z powodzeniem zastosowany do różnych operacji kształtowania plastycznego [6]. Jednym z praktycznych zastosowań techniki elektropulsacyjnego odkształcania metali jest proces walcowania: zaobserwowano zmniejszenie siły walcowania próbki, opóźnił się też początek procesu pękania [7]. Kolejnym zastosowaniem EPE jest zmiana faz strukturalnych materiału, której skutkiem jest zwiększenie odporności zmęczeniowej [8 - 9]. Mikroskopowy mechanizm EPE nie został jeszcze dokładnie wyjaśniony. Istnieją trzy główne modele próbujące to wyjaśnić: model Troitskiiego [10], mówiący o ruchu ele[...]