Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Wieloskładnikowy stop wysokotemperaturowy do budowy turbin

    Wieloskładnikowy stop wysokotemperaturowy

    Nowy patent na rowerową przekładnię

    Nowy patent na rowerową przekładnię

    Skurcz w reakcji na naprężenia rozciągające

    Skurcz w reakcji na rozciąganie

    Nowa technologia produkcji drzwi samolotów pasażerskich

    Nowa technologia produkcji drzwi samolotów pasażerskich

    Symulacje inżynierskie w mechanice – międzynarodowy konkurs dla studentów

    Symulacje inżynierskie w mechanice – międzynarodowy konkurs dla studentów

    superjammer najsilniejsze ramię robota

    Najsilniejsze ramię robota

    chwytak z taśmy mierniczej

    Chwytak z taśmy mierniczej

    Nowy stop miedzi do zastosowań wysokotemperaturowych

    Nowy stop miedzi do zastosowań wysokotemperaturowych

    Cyklokopter BlackBird

    Cyklokopter BlackBird w powietrzu

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Pierścienie Ustalające Smalley Spirolox

    Pierścienie ustalające Smalley Spirolox

    badanie materiałowe polimerów na potrzeby MES

    Badania materiałowe i modelowanie polimerów na potrzeby symulacji MES

    Wywrotnica czołowa o ruchu kontrolowanym

    Historia jednego patentu – czyli dlaczego warto znać teorię

    separator do docierania wałków

    Docieranie otworów i powierzchni walcowych

    Honowanie na standardowych centrach obróbczych

    Honowanie na standardowych centrach obróbczych

    mantra-ford ms80 1969

    Spór o aerodynamikę: skrzydła w Formule 1

    Efektywność i optymalizacja technologii

    Efektywność i optymalizacja technologii

    Resztkowa poduszka tworzywa w procesie wtrysku

    Resztkowa poduszka tworzywa w procesie wtrysku

    Nadsmarowność przełom w tribologii

    Nadsmarowność – przełom w tribologii?

    obróbka wykończająca honowanie

    Obróbka wykończająca: honowanie

    Prognozowanie wyboczenia wskutek odkształceń termicznych

    Prognozowanie wyboczenia wskutek odkształceń termicznych

    Wybrane aspekty produktywnego skrawania na wieloosiowych obrabiarkach CNC

    Wybrane aspekty produktywnego skrawania na wieloosiowych obrabiarkach CNC; cz. 7

    pamar axial engine

    Osiowe silniki wewnętrznego spalania

    Analiza i synteza w projektowaniu obrabiarek

    Analiza i synteza w projektowaniu obrabiarek

    obróbka elektrochemiczna

    Niekonwencjonalne metody wytwarzania – obróbka elektrochemiczna

    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
    • O czasopiśmie
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • 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
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Wieloskładnikowy stop wysokotemperaturowy do budowy turbin

    Wieloskładnikowy stop wysokotemperaturowy

    Nowy patent na rowerową przekładnię

    Nowy patent na rowerową przekładnię

    Skurcz w reakcji na naprężenia rozciągające

    Skurcz w reakcji na rozciąganie

    Nowa technologia produkcji drzwi samolotów pasażerskich

    Nowa technologia produkcji drzwi samolotów pasażerskich

    Symulacje inżynierskie w mechanice – międzynarodowy konkurs dla studentów

    Symulacje inżynierskie w mechanice – międzynarodowy konkurs dla studentów

    superjammer najsilniejsze ramię robota

    Najsilniejsze ramię robota

    chwytak z taśmy mierniczej

    Chwytak z taśmy mierniczej

    Nowy stop miedzi do zastosowań wysokotemperaturowych

    Nowy stop miedzi do zastosowań wysokotemperaturowych

    Cyklokopter BlackBird

    Cyklokopter BlackBird w powietrzu

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Pierścienie Ustalające Smalley Spirolox

    Pierścienie ustalające Smalley Spirolox

    badanie materiałowe polimerów na potrzeby MES

    Badania materiałowe i modelowanie polimerów na potrzeby symulacji MES

    Wywrotnica czołowa o ruchu kontrolowanym

    Historia jednego patentu – czyli dlaczego warto znać teorię

    separator do docierania wałków

    Docieranie otworów i powierzchni walcowych

    Honowanie na standardowych centrach obróbczych

    Honowanie na standardowych centrach obróbczych

    mantra-ford ms80 1969

    Spór o aerodynamikę: skrzydła w Formule 1

    Efektywność i optymalizacja technologii

    Efektywność i optymalizacja technologii

    Resztkowa poduszka tworzywa w procesie wtrysku

    Resztkowa poduszka tworzywa w procesie wtrysku

    Nadsmarowność przełom w tribologii

    Nadsmarowność – przełom w tribologii?

    obróbka wykończająca honowanie

    Obróbka wykończająca: honowanie

    Prognozowanie wyboczenia wskutek odkształceń termicznych

    Prognozowanie wyboczenia wskutek odkształceń termicznych

    Wybrane aspekty produktywnego skrawania na wieloosiowych obrabiarkach CNC

    Wybrane aspekty produktywnego skrawania na wieloosiowych obrabiarkach CNC; cz. 7

    pamar axial engine

    Osiowe silniki wewnętrznego spalania

    Analiza i synteza w projektowaniu obrabiarek

    Analiza i synteza w projektowaniu obrabiarek

    obróbka elektrochemiczna

    Niekonwencjonalne metody wytwarzania – obróbka elektrochemiczna

    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
    • O czasopiśmie
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • 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
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki

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

Tagi: diagnostykaobróbka plastyczna

Powiązane artykuły

Fragment Arkusza Kalkulacyjnego Do Sprawdzania Wyników Egzaminu Spawacza Wg ISO9606
Technologie

Czy ładna spoina jest zawsze dobra?

Maszyna typu VDA z założonym czujnikiem wzorcowym siły w miejscu mocowania amortyzatora
Badania, analizy

Jak weryfikować dokładność maszyn testujących amortyzatory samochodowe?

Analiza modalna w testach wibracyjnych
Badania, analizy

Analiza modalna oraz jej zastosowanie w testach wibracyjnych

maszyna do testów zawieszenia amortyzatorów
Analizy, symulacje

Modyfikacja częstotliwości drgań własnych maszyn z wykorzystaniem MES

Wyznaczenie rozkładu sztywności statycznej obrabiarki z użyciem wyników pomiarów fotogrametrycznych
Badania, analizy

Wyznaczenie rozkładu sztywności statycznej obrabiarki z użyciem wyników pomiarów fotogrametrycznych

Wpływ błędów wykonania i pracy stołów obrotowych obrabiarek CNC na powstające błędy obróbki
Badania, analizy

Wpływ błędów wykonania i pracy stołów obrotowych obrabiarek CNC na powstające błędy obróbki

najnowsze-wydanie_03-04_2025

Rotor Clip

Tematyka:

aluminium automatyzacja budowa maszyn CAD cięcie CNC diagnostyka druk 3D energetyka formy wtryskowe innowacje inżynieria materiałowa klejenie kompozyty laser lotnictwo maszyny rolnicze mechanizm MES modelowanie montaż motocykle motoryzacja obliczenia obrabiarki obróbka plastyczna obróbka skrawaniem polskie projekty pomiary 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
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • O czasopiśmie
  • Polityka prywatności
  • Kontakt

© ITER 2007-2025

Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
  • Artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • O czasopiśmie
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • 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
  • Kontakt
  • ­

© ITER 2007-2025