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”.
Jarosław Lulkiewicz, Szymon Szkudelski, Beata Pachutko
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 °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).
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
Wyniki skanowania matryc
Wyniki skanowania matryc górnej i dolnej do kucia kołnierza, po 18000 cykli kucia pokazano na rysunku 1.
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.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (90) marzec 2015
