Prezentowana monografia zawiera (w punktach 3 i 4) opracowany na podstawie literatury przegląd szeregu zagadnień i problemów dotyczących własności i znaczenia warstwy wierzchniej oraz trwałości i procesów zużycia wytwarzanych wyrobów, ze szczególnym uwzględnieniem narzędzi do przeróbki plastycznej. Następnie (w punkcie 5) przedstawiono koncepcję własnego rozwiązania konstrukcyjno-technologicznego budowy matryc kuźniczych, zwłaszcza przeznaczonych do kucia na prasach. Istotą tej koncepcji jest zastosowanie stali konstrukcyjnej stopowej 42CrMo4 do wytwarzania kostek matrycowych (zamiast stali narzędziowych do pracy na gorąco) oraz wprowadzenie napawania powierzchni wykrojów odpowiednio dobranymi materiałami odpornymi na działanie głównych mechanizmów zużycia występujących podczas eksploatacji.
W dalszej części pracy (w punktach 6.3–6.5) przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych i trybologicznych stali X37CrMoV5-1 i 55MiCrMoV7 oraz materiałów warstw napawanych: UTOP-38, F-812 i F-818, które zostały wytypowane do zastosowań praktycznych. Punkty 6.6 i 6.7 zawierają wyniki badań mikrostrukturalnych i fraktograficznych tych warstw, przeprowadzonych z wykorzystaniem metod dyfraktometrii rentgenowskiej oraz mikroskopii elektronowej łącznie z mikroanalizą składu chemicznego. W dalszym ciągu (w punkcie 6.8) opisano opracowany według własnej koncepcji proces technologiczny wykonania matryc ze stali 42CrMo4 z wy-krojami napawanymi oraz przedstawiono wyniki badań porównawczych trwałości matryc tradycyjnych i z napawanymi powierzchniami wykrojów, wdrożonych do produkcji w kuźni „Glinik”. Podano także przykład zastosowania nagniatania jako obróbki podwyższającej trwałość przebijaków.
Kolejna część pracy (w punkcie 7) poświęcona jest zagadnieniom komputerowe-go modelowania (z wykorzystaniem metody elementów skończonych i odpowiedniego programowania) procesów przeróbki plastycznej, a w tym procesów kuźniczych. Omówiono współczesne możliwości komputerowych analiz. Przedstawiono przykład liczbowy i pokazano, w jaki sposób można wykorzystać wyniki obliczeń do jakościowej i ilościowej oceny warunków pracy matryc kuźniczych, a zwłaszcza do przewidywania występowania różnorodnych mechanizmów zużycia. Omówiono współczesne sposoby prognozowania zużycia na podstawie wyznaczonych w analizie MES liczbowych wskaźników. Pracę kończy punkt 8 zawierający podsumowanie, wnioski o charakterze poznawczym i utylitarnym oraz propozycje dotyczące dalszych badań. Przedstawione w niniejszej monografii wyniki prac studialnych, badań doświadczalnych i obliczeń potwierdziły poprawność i przydatność zaproponowanego konstrukcyjno-technologicznego rozwiązania budowy matryc kuźniczych.
The presented monograph, developed on the basis of the literature, contains (in sections 3 and 4) a review of a number of issues and problems related to the properties and significance of the surface layer, as well as the durability and processes of wearing out of manufactured products, with particular emphasis on the tools for plastic processing. Then, (section 5) the concept of own construction and technological solution for the construction of forging dies, specially designed for forging on presses, is presented. The essence of this concept is the use of 42CrMo4 alloy structural steel for the production of matrix blocks (instead of tool steel for hot work) and the introduction of surface pad welding with appropriate materials resistant to the main wear mechanisms occurring during the operation.
Later, (points 6.3–6.5), the results of mechanical and tribological properties tests of X37CrMoV5-1 and 55MiCrMoV7 steels were presented as well as the materials of the padded layers: UTOP-38, F-812 and F-818, which were selected for practical applications. Points 6.6 and 6.7 contain the results of microstructural and fractographic studies of these layers, carried out using X-ray diffractometry methods and electron microscopy, including microanalysis of chemical composition. The work (sections 6.8) describes the technological process of making 42CrMo4 steel dies with welded padded patterns developed according to own concept and it presents the results of comparative tests of durability of traditional dies and padded weld surfaces, implemented for production in “Glinik” Forge. An example of the use of burnishing as a treatment increasing the durability of punches is also given.
The next part of the work (item 7) is devoted to the problems of computer modeling (using the finite element method and appropriate programming) of plastic forming processes, including forging processes. The contemporary possibilities of computer analyzes were discussed. A numerical example is presented and it shows how the results of calculations can be used for the qualitative and quantitative evaluation of working conditions of forging dies, and in particular for predicting the occurrence of various mechanisms of wear. Some modern methods of wear out forecasting, on the basis of numerical indicators determined in the FEM analysis, were discussed.
The paper ends with item 8, containing a summary, some cognitive and utilitarian conclusions and proposals for further research.
The results of the study work, experimental tests and calculations presented in this monograph confirmed the correctness and usefulness of the proposed construction and technological solution for the construction of forging dies.
Dargestellte Monografie enthält (Punkte 3 und 4) einen, aufgrund der Literatur bearbeiteten, Überblick über eine Reihe von Fragen und Problemen, die Eigentum und Bedeutung der oberen Schicht sowie Lebensdauer und Abnutzung der hergestellten Schmiedestücke betreffen- unter besonderer Berücksichtigung der Werkzeuge, die dem Umformen dienen. Dann (Punkt 5) wurde eine Konzeption eigener Konstruktions – technologischen Lösung für das Bauen von Schmiedegesenken dargestellt, besonders von diesen, die für das Schmieden mithilfe der Pressen bestimmt wurden. Das Wesen dieses Konzeptes ist Anwendung des Konstruktions- legierten Stahls 42CrMo4, um würfelartige Teile für Gesenke herzustellen (anstatt Werkzeugstahls für Arbeit bei hohen Temperaturen) und Einführung des Auftragschweißens von Stanzteilen mit entsprechend angepassten Stoffen, die beständig gegen Hauptmechanismen der Abnutzung sind, die bei der Nutzung stattfinden.
Im weiteren Teil der Arbeit (Punkte 6.3–6.5) wurden Untersuchungsergebnisse von mechanischen und tribologischen Eigentumen des Stahls X37CrMoV5-1 und 55MiCrMoV7 sowie Stoffen von Auftragschweiβen – Schichten: UTOP-38, F-812 und F-818 dargestellt, die gewählt wurden, weil sie praktische Anwendung haben sollten. Punkte 6.6. und 6.7 enthalten Ergebnisse von mikrostrukturellen und fraktographischen Untersuchungen von diesen Schichten, sie wurden mit solcher Methode wie Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie samt Mikroanalyse der chemischen Zusammensetzung durchgeführt. Dann (Punkt 6.8) wurde nach eigenem Konzept ein technologischer Prozess der Herstellung von Gesenken aus Stahl 42CrMo4 mit Auftragschweiβen – Stanzteilen beschrieben und es wurden Ergebnisse der Vergleichsuntersuchungen zwischen Lebensdauer der traditionellen Gesenke und Auftragschweiβen – Stanzteile dargestellt, die in den Herstellungsprozess in der Schmiede „Glinik“ eingeführt wurden. Es wurde auch ein Beispiel für Anwendung von Drücken angegeben -als Verarbeitung, die Lebensdauer von Lochhämmern erhöht.
Der nächste Teil dieser Arbeit (Punkt 7) wurde den Fragen der Modellierung am Computer (mit Verwendung der Methode der finiten Elemente und entsprechender Programmierung) der Umformen – Prozesse gewidmet, darunter Schmiedeprozesse. Es wurden gegenwärtige Möglichkeiten von Computeranalysen besprochen. Ein Zahlenbeispiel wurde dargestellt und es wurde beschrieben, auf welche Weise kann man Berechnungsergebnisse bei Bewertung der Arbeitsbedingungen von Schmiedegesenken in Bezug auf Qualität und Menge verwenden, besonders bei Voraussehen verschiedener Abnutzungsmechanismen. Gegenwärtige Methoden beim Voraussehen der Abnutzung aufgrund Zahlen in der MES – Analyse wurden besprochen.
Diese Arbeit endet mit Punkt 8, in dem sich Zusammenfassung, Schlüsse mit Erkenntnis- und utilitärem Charakter und Vorschläge befinden, die weitere Untersuchungen betreffen.
Die, in dieser Monografie dargestellten, Ergebnisse von Studienarbeiten, Erkenntnisuntersuchungen und Berechnungen bestätigten Richtigkeit und Brauchbarkeit der vorgeschlagenen Konstruktions- technologischen Lösung für das Bauen von Schmiedegesenken.
