Czy wiesz...

Wizualizacja wyników OpenFOAM

Jaką cenę należy zapłacić za korzystanie z bezpłatnych pakietów do symulacji inżynierskich?

Pękanie Elementów Form Wtryskowych

Dlaczego pękają matryce form wtryskowych?

Testowanie Przemysłowego Systemu Sterowania Elektrowni

Jak testować przemysłowe systemy sterowania w oparciu o symulacje SiL i HiL?

Wykres błędnych ruchów osi wrzeciona w funkcji kąta obrotu

Jak diagnozować przyczyny błędów obróbki CNC detali? cz. 2

Czytaj także:

Połączenie Skurczowe
Technologie

Niedoceniane połączenie skurczowe

­ Jerzy Mydlarz
Kontrola procesu aktywacji powierzchni polimerowych plazmą atmosferyczną
Technologie

Kontrola procesu aktywacji powierzchni polimerowych plazmą atmosferyczną

­ [Marek Bernaciak]
gięcie blachy
Projektowanie

Blaszane origami. Metodyka projektowania konstrukcji blachowych

­ Paweł Bancarzewski
Laserowe spawanie hybrydowe
Technologie

Laserowe spawanie hybrydowe

­ Aleksander Łukomski
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Schemat konfiguracji obrabiarki do TAM (thermally assisted machining)

    Wspomagana laserem obróbka skrawaniem wyrobów z kompozytów ceramicznych CMC

    Norinco Changying-8 na lotnisku w Zhengzhou

    Bezzałogowiec transportowy o ładowności 3,5 t

    druk 3D łopaty śruby okrętowej metodą WAAM

    Wytwarzanie przyrostowe śruby okrętowej z brązu aluminiowo-niklowego

    Kulisty robot RoboBall podczas testów

    Kulisty robot o dużej dzielności terenowej

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Demonstracja założeń technologii IFAM na prostym przykładzie

    Druk 3D i kompozytowa pianka

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe metodą DED

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe Inconelu 718

    NAFEMS Eastern Europe Conference 2026

    Doroczna konferencja symulacyjna NAFEMS Eastern Europe już w kwietniu

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Obróbkowe uchwyty modułowe

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Organizacja produkcji; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Racjonalizacja zużycia surowców w praktyce produkcyjnej

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ceramika ultra-wysokotemperaturowa UHTC dla lotów hipersonicznych; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

    Wizualizacja działania oczyszczarki odśrodkowej

    Obróbka strumieniowo-ścierna metali: śrutowanie

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    geometria kanałów chłodzących

    Wkładki konformalne – redukcja deformacji, dzięki symulacji procesu wydruku w Simcenter 3D

    Technologia ShAPE (shear assisted processing and extrusion)

    Recykling aluminium i potencjał tarciowego uplastyczniania materiału

    Linia odlewania ciśnieniowego obudów silników elektrycznych BMW

    Odlewanie ciśnieniowe

    samochód wojskowy Volkswagen typ 82 Kübelwagen

    Historia pewnego mechanizmu

    Lekkie Struktury Kompozytowe W Budowie Samochodów Klejenie Kadłuba

    Lekkie struktury kompozytowe w budowie samochodów; cz. 2

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    ORGANIZACJA PRODUKCJI

    Organizacja produkcji; cz. 1

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Schemat konfiguracji obrabiarki do TAM (thermally assisted machining)

    Wspomagana laserem obróbka skrawaniem wyrobów z kompozytów ceramicznych CMC

    Norinco Changying-8 na lotnisku w Zhengzhou

    Bezzałogowiec transportowy o ładowności 3,5 t

    druk 3D łopaty śruby okrętowej metodą WAAM

    Wytwarzanie przyrostowe śruby okrętowej z brązu aluminiowo-niklowego

    Kulisty robot RoboBall podczas testów

    Kulisty robot o dużej dzielności terenowej

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Demonstracja założeń technologii IFAM na prostym przykładzie

    Druk 3D i kompozytowa pianka

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe metodą DED

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe Inconelu 718

    NAFEMS Eastern Europe Conference 2026

    Doroczna konferencja symulacyjna NAFEMS Eastern Europe już w kwietniu

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Obróbkowe uchwyty modułowe

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Organizacja produkcji; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Racjonalizacja zużycia surowców w praktyce produkcyjnej

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ceramika ultra-wysokotemperaturowa UHTC dla lotów hipersonicznych; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

    Wizualizacja działania oczyszczarki odśrodkowej

    Obróbka strumieniowo-ścierna metali: śrutowanie

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    geometria kanałów chłodzących

    Wkładki konformalne – redukcja deformacji, dzięki symulacji procesu wydruku w Simcenter 3D

    Technologia ShAPE (shear assisted processing and extrusion)

    Recykling aluminium i potencjał tarciowego uplastyczniania materiału

    Linia odlewania ciśnieniowego obudów silników elektrycznych BMW

    Odlewanie ciśnieniowe

    samochód wojskowy Volkswagen typ 82 Kübelwagen

    Historia pewnego mechanizmu

    Lekkie Struktury Kompozytowe W Budowie Samochodów Klejenie Kadłuba

    Lekkie struktury kompozytowe w budowie samochodów; cz. 2

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    ORGANIZACJA PRODUKCJI

    Organizacja produkcji; cz. 1

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Smalley Spirolox

Kompleksowe badania matryc kuźniczych

­ Jarosław Lulkiewicz, Szymon Szkudelski, Beata Pachutko
18.03.2015
A A

Celem badań opisanych w artykule było określenie wielkości zużycia matryc do kucia zaczepu budowlanego o nośności 2,5 t metodą nieniszczącą, za pomocą skanera optycznego, oraz na podstawie badań metalograficznych. Całość zrealizowano w ramach projektu „Badania metalograficzne narzędzi do kucia zaczepu budowlanego po różnych cyklach i warunkach ich eksploatacji”.

Przedmiot badań

Przedmiotem badań były matryce: górna i dolna do kucia na gorąco zaczepu budowlanego, które były eksploatowane w procesie ciągłym, po osiem godzin dziennie. Matryce wykonano ze stali Orvar Supreme (odpowiednik stali WCLV wg normy PN-EN ISO 4957:2004) o twardości 56-2 HRC. Wsad nagrzewany był indukcyjnie do temperatury 950+ 20 °C. Matryce nie były chłodzone między poszczególnymi odkuciami. Na matrycach wykonano 18000 odkuwek.

Metodologia badawcza

Badania matryc obejmowały:

  • skanowanie nowych matryc przed procesem kucia,
  • skanowanie matryc po procesie kucia,
  • badania metalograficzne, takie jak: obserwacje powierzchni na SEM, pomiary głębokości pęknięć, obserwacje struktury na przekrojach matryc za pomocą mikroskopu świetlnego i pomiary twardości Vickersa, przy sile obciążającej wynoszącej 0,4903 N (symbol twardości HV 0,1), wg normy PN-EN ISO 6507-1:2007, od powierzchni w głąb matryc.

Stosowane urządzenia pomiarowe i badawcze:

  • skaner optyczny ATOS Triple Scan (GOM) oraz oprogramowania GOM Inspect V7.5 SR2,
  • skaningowy mikroskop elektronowy Inspect S (FEI),
  • mikroskop świetlny Eclipse L150 (Nikon), wyposażony w oprogramowanie do archiwizowania obrazu NIS Elements,
  • twardościomierz Vickersa Micrometr 2104 (Wirtz-Buehler).

Wyniki skanowania matryc

Wyniki skanowania matryc górnej i dolnej do kucia kołnierza, po 18000 cykli kucia pokazano na rysunku 1.

Topografia Powierzchni Roboczych Matryc Do Kucia Kołnierza
Rys. 1 Topografia powierzchni roboczych matryc do kucia kołnierza, 18000 cykli: a-b) mapa topografii powierzchni, c-d) miejsce usytuowania profilu, e-f) profil zużycia powierzchni

Z porównania map topografii powierzchni i profili zużycia powierzchni roboczych matryc górnej i dolnej wynika, że zużycie obu matryc jest podobne (Rys. 1). Największe wartości ubytku materiału matrycy zaobserwowano w obszarze promienia otworu matrycy dolnej o średnicy 14 mm, o wartości 0,3 mm.

Wyniki badań metalograficznych

Wyniki badań na SEM powierzchni matryc do kucia kołnierza po 18000 cykli przedstawiono na rysunku 2.

Kompleksowe badania matryc kuźniczych
a) matryca górna – obszar przy promieniu otworu o średnicy 14 mm
Kompleksowe badania matryc kuźniczych
b) matryca górna – powiększony obszar 1
Kompleksowe badania matryc kuźniczych
c) matryca dolna – obszar przy promieniu otworu o średnicy 14 mm
Kompleksowe badania matryc kuźniczych
d) matryca dolna – powiększony obszar 2
Rys. 2 Powierzchnia matryc do kucia kołnierza, 18000 cykli, SEM: a-b) matryca górna, c-d) matryca dolna

Badania na SEM wykazały wytarcie materiału w obszarze promienia otworu na średnicy 14 mm, zarówno matrycy górnej, jak i dolnej (Rys. 2) na skutek zużycia ściernego. W matrycy dolnej powstała krawędź w obszarze promienia.
Wyniki badań mikroskopowych za pomocą mikroskopu świetlnego na przykładzie matrycy dolnej do kucia kołnierza po 18000 cykli kucia pokazano na rysunku 3.

Kompleksowe badania matryc kuźniczych
a) przekrój wzdłużny
Kompleksowe badania matryc kuźniczych
b) obszar na promieniu otworu
Kompleksowe badania matryc kuźniczych
c) powiększony fragment z rysunku 3b po trawieniu
Rys. 3 Matryca dolna do kucia kołnierza, 18000 cykli, próbka pobrana pod kątem 90°: a) przekrój wzdłużny profilu promienia, próbka trawiona, b) obszar na promieniu, próbka nietrawiona, c) struktura na promieniu

W matrycy dolnej do kucia kołnierza po 18000 cykli zaobserwowano, podobnie jak w matrycy górnej, zmianę geometrii promienia otworu o średnicy 14 mm oraz wytarcie materiału w obrębie płaskiej powierzchni roboczej (Rys. 3). W obszarze promienia otworu zauważono pęknięcie o głębokości 0,025 mm. Strukturę matrycy dolnej stanowił odpuszczony martenzyt.

Profile twardości Vickersa HV 0,1 na przekroju matrycy dolnej do kucia kołnierza po 18000 cykli kucia pokazano na rysunku 4a.

Rozkłady Twardości HV 0,1
Rys. 4a Rozkłady twardości HV 0,1 na przekroju matrycy dolnej do kucia kołnierza, 18000 cykli

W matrycy dolnej do kucia kołnierza eksploatowanej przez 18000 cykli, największemu zmniejszeniu twardości uległy obszary 2 i 3 (Rys. 4b). Twardość w tych obszarach wyniosła odpowiednio: 488 HV 0,1 i 527 HV 0,1. Strefa obniżonej twardości wyniosła ok. 0,4 mm dla obszaru 2 i ok. 0,25 mm dla obszaru 3.

Kompleksowe badania matryc kuźniczych
Rys. 4b Miejsca wykonania pomiarów twardości HV 0,1

Podsumowanie

Przeprowadzone badania metodą nieniszczącą pozwalają na precyzyjne zlokalizowanie obszarów największego zużycia. Wykonane mapy topografii powierzchni umożliwiają sprawdzenie rzeczywistej linii profilu w określonym miejscu przekroju po przeprowadzeniu 18000 cykli kucia. Równoległe regularne pomiary wymiarów odkuwek oraz matryc do kucia pozwalają na wyznaczenie maksymalnej dopuszczalnej wielkości zużycia matrycy na bazie tolerancji wymiarów i kształtu odkuwki.

Przeprowadzone badania metalograficzne wykazały przede wszystkim występowanie zużycia ściernego w obszarze promienia matrycy, a także skutki procesu odpuszczenia materiału matrycy w tym obszarze. Analiza wyników badań metalograficznych pozwala określić rodzaj zużycia i zachodzących zmian, dzięki czemu można m.in. opracować inną metodę obróbki cieplnej matryc, wprowadzić chłodzenie narzędzi między pojedynczymi cyklami kucia lub zmodyfikować warstwę wierzchnią matrycy, w procesie azotowania.

mgr inż. Jarosław Lulkiewicz
mgr inż. Szymon Szkudelski
dr inż. Beata Pachutko

Instytut Obróbki Plastycznej w Poznaniu

artykuł pochodzi z wydania 3 (90) marzec 2015

  • Share on Facebook
  • Share on Twitter
  • Share on LinkedIn
  • Share on WhatsApp
  • Share on Email
Tagi: diagnostykaobróbka plastyczna

Powiązane artykuły

Wytwarzanie struktur kompozytowych metodą infuzji; kontrola w czasie rzeczywistym
Technologie

Wytwarzanie struktur kompozytowych metodą infuzji; kontrola w czasie rzeczywistym

Schemat samodiagnozującego się kompozytu
Aktualności

Samodiagnozujący się kompozyt

Nowy Silnik Badawczy
Aktualności

Nowy silnik badawczy

Oględziny spoin PN-EN ISO 17637
Technologie

Wady połączeń spawanych

Identyfikacja wad kompozytów włóknistych
Aktualności

Identyfikacja wad kompozytów włóknistych

Kompozyt sygnalizujący uszkodzenia
Aktualności

Kompozyt sygnalizujący uszkodzenia

najnowsze wydanie czasopisma
Rotor Clip

Tematyka:

aluminium budowa maszyn CAD ceramika techniczna CNC diagnostyka druk 3D energetyka formy wtryskowe innowacje inżynieria materiałowa klejenie kompozyty konstruktor laser lotnictwo mechanizm MES montaż motocykle motoryzacja obliczenia obrabiarki obróbka plastyczna obróbka skrawaniem pionowzlot polskie projekty pomiary powłoki programy przemysł kosmiczny przemysł morski przemysł zbrojeniowy robot robotyzacja silniki spawanie stal technologie łączenia tribologia tworzywa sztuczne wynalazki wywiad zgrzewanie łożyska
FORMY WTRYSKOWE Integracja Konstrukcji i Technologii Ebook
MetalTop
Smalley Spirolox
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • O nas
  • Polityka prywatności
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
  • Strona główna
  • Aktualności
  • Artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
  • Jak zakupić
  • O nas
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

email_icon

Nie przegap nowych wydań!

Zapisz się, aby na bieżąco otrzymywać linki do kolejnych, darmowych wydań Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich

Wpisz adres email

Dziękuję, nie pokazuj więcej