PL247221B1 - Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu - Google Patents

Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu Download PDF

Info

Publication number
PL247221B1
PL247221B1 PL441963A PL44196322A PL247221B1 PL 247221 B1 PL247221 B1 PL 247221B1 PL 441963 A PL441963 A PL 441963A PL 44196322 A PL44196322 A PL 44196322A PL 247221 B1 PL247221 B1 PL 247221B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
forging
heated
hydraulic press
upper punch
temperature
Prior art date
Application number
PL441963A
Other languages
English (en)
Other versions
PL441963A1 (pl
Inventor
Anna Dziubińska
Wojciech Presz
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL441963A priority Critical patent/PL247221B1/pl
Publication of PL441963A1 publication Critical patent/PL441963A1/pl
Publication of PL247221B1 publication Critical patent/PL247221B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/84Making other particular articles other parts for engines, e.g. connecting-rods
    • B21D53/845Making camshafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02Dies or mountings therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002Hybrid process, e.g. forging following casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/008Incremental forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B21J5/022Open die forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B21J5/027Trimming
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/06Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/12Making machine elements axles or shafts of specially-shaped cross-section
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K29/00Arrangements for heating or cooling during processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu, charakteryzujący się tym, że stempel górny (1) i matrycę dolną (2) nagrzewa się w piecu do temperatur w zakresie od 260°C do 300°C, a materiał wsadowy (3a) z odlewniczych stopów magnezu z grupy magnez-cynk-cyrkon nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur od 350°C do 400°C w czasie od 30 minut do 35 minut, przy czym materiał wsadowy (3a) dociska się stemplem górnym (1) wprawionym w ruch postępowy z prędkością V<sub>1</sub> wynoszącą od 15 mm/s do 30 mm/s ściskając materiał wsadowy (3a) z siłą kształtowania w zakresie od 2600 kN do 3400 kN i kształtuje się odkuwkę łącznika samochodowego z maksymalnym odkształceniem w zakresie od 5,33 do 7,33.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu.
Dotychczas znane i stosowane są metody wytwarzania łączników z odlewniczych stopów magnezu z grupy magnez-cynk-cyrkon takie jak odlewanie i obróbka skrawaniem. Wykonując łączniki ze stopów magnezu technologią odlewania, otrzymuje się wyroby, które posiadają znacznie niższe własności mechaniczne i użytkowe niż elementy uzyskane metodami obróbki plastycznej, przedstawione w literaturze F. Stachowicza „Przeróbka plastyczna”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2000 r. Łączniki odlewane posiadają wady odlewnicze takie jak: niejednorodność struktury, gruboziarnistość, pęcherze, porowatości, jamy skurczowe, rzadzizny, które wpływają na ich niższe właściwości.
Przy wytwarzaniu łączników z odlewniczych stopów magnez u stosowana jest technologia obróbki skrawaniem, którą opisano w literaturze W. Olszaka „Obróbka skrawaniem”, WNT, Warszawa 2008 r. Obróbka skrawaniem łączników polega na nadaniu powierzchniom żądanego kształtu, wymiarów oraz jakości powierzchni poprzez usuwanie materiału z wsadu w postaci prostopadłościanu lub walca przy użyciu narzędzi skrawających. Technologia ta odznacza się dużą pracochłonnością, czasochłonnością, energochłonnością procesu i generowaniem dużych strat materiałowych oraz niską jakością ukształtowanych wyrobów.
Z opisu patentu PL 237775 B1 znany jest sposób kucia półfabrykatu na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania korbowodu samochodowego, w którym narzędzia górne i dolne posiadające w części środkowej jednakowe wykroje robocze montuje się na prasie hydraulicznej o nacisku 3000 kN i nagrzewa się przy użyciu palników gazowych do temperatury 250°C. Materiał wsadowy w kształcie przedkuwki kształtowej odlewanej w formach piaskowych z mniej plastycznych stopów aluminium z grupy aluminium-cynk-magnez nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur 460-500°C, korzystnie 480°C, w czasie do 40 minut. Następnie nagrzany materiał wsadowy umieszcza się w wykroju roboczym narzędzia dolnego. Po czym naciska się prasą hydrauliczną na narzędzie górne posiadające dwa jednakowe okrągłe przelotowe otwory prowadzące za pomocą dwóch jednakowych kołków prowadzących znajdujących się na narzędziu dolnym i wprawia się narzędzie górne w ruch postępowy w dół z prędkością do 15 mm/s w kierunku narzędzia dolnego i zgniata się materiał wsadowy wykrojem roboczym narzędzia górnego i wykrojem roboczym narzędzia dolnego i kształtuje się półfabrykat z mniejszym stopniem przekucia.
Z opisu patentu PL 237782 B1 znany jest sposób kucia półfabrykatu na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego, w którym narzędzia górne i dolne posiadające w części środkowej wykroje robocze montuje się na prasie hydraulicznej o nacisku 3000 kN i nagrzewa się przy użyciu palników gazowych do temperatury 300°C. Po czym materiał wsadowy w kształcie przedkuwki kształtowej odlewanej w formach piaskowych z mniej plastycznych stopów magnezu z grupy magnez-aluminium-cynk nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur 400-430°C, korzystnie 420°C, w czasie do 45 minut. Następnie nagrzany materiał wsadowy umieszcza się w wykroju roboczym narzędzia dolnego. Po czym naciska się prasą hydrauliczną na narzędzie górne posiadające dwa jednakowe nieprzelotowe otwory prowadzące za pomocą dwóch jednakowych kołków prowadzących znajdujących się na narzędziu dolnym i wprawia się narzędzie górne w ruch postępowy w dół z prędkością do 15 mm/s w kierunku narzędzia dolnego i zgniata się materiał wsadowy wykrojem roboczym narzędzia górnego i wykrojem roboczym narzędzia dolnego i kształtuje się półfabrykat z mniejszym stopniem przekucia.
Łączniki stabilizatora do samochodów osobowych są wykonywane z odlewniczych stopów aluminium metodami odlewania i obróbki skrawaniem. Wykonując łączniki ze stopów aluminium technologią odlewania, otrzymuje się wyroby udostępnione w dacie 19.07.2022 r. na stronie internetowej: https://www.iparts.pl/czesc/lacznik-stabilizatora-frap-f4117,0-486-f4117-2715965.html, które posiadają znacznie niższe własności mechaniczne i użytkowe niż elementy uzyskane metodami obróbki plastycznej, opisane w literaturze F. Stachowicza „Przeróbka plastyczna”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2000 r. Łączniki odlewane posiadają wady odlewnicze takie jak: porowatości, jamy skurczowe, rzadzizny, niejednorodność struktury, gruboziarnistość, pęcherze, które wpływają na ich niższe właściwości. Przy wytwarzaniu łączników z odlewniczych stopów aluminium stosowana jest technologia obróbki skrawaniem, którą opisano w literaturze W. Olszaka „Obróbka skrawaniem, WNT, Warszawa 2008 r. Obróbka skrawaniem łączników polega na nadaniu żądanego kształtu poprzez usuwanie materiału z wsadu w postaci prostopadłościanu lub walca przy użyciu narzędzi skrawających. Technologia ta odznacza się dużą pracochłonnością, czasochłonnością, energochłonnością procesu i generowaniem dużych strat materiałowych.
Celem wynalazku jest kucie na prasie hydraulicznej odkuwki łącznika samochodowego z materiału wsadowego w postaci odlewu kształtowego z odlewniczych stopów magnezu z grupy magnez-cynk-cyrkon w jednej operacji kucia w wykroju końcowym, ograniczając str aty materiałowe i niską jakość wyrobów wytwarzanych poprzez odlewanie i obróbkę skrawaniem.
Istotą sposobu kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu, polegającego na tym, że stempel górny i matrycę dolną nagrzewa się w piecu, montuje się na prasie hydraulicznej, po czym materiał ws adowy w postaci odlewu kształtowego nagrzewa się w piecu, umieszcza się w wykroju matrycy dolnej, po czym wprawia się stempel górny w ruch postępowy, ściska się materiał wsadowy wykrojem stempla górnego oraz wykrojem matrycy dolnej i kształtuje się odkuwkę, jest to, że stempel górny i matrycę dolną, nagrzewa się w piecu do temperatury od 260°C do 300°C, a materiał wsadowy z odlewniczych stopów magnezu z grupy magnez-cynk-cyrkon nagrzewa się w piecu w temperaturze od 350°C do 400°C w czasie od 30 minut do 35 minut, przy czym nagrzany materiał wsadowy, dociska się stemplem górnym, wprawionym w ruch postępowy z prędkością od 15 mm/s do 30 mm/s ściskając materiał wsadowy z siłą kształtowania w zakresie od 2600 kN do 3400 kN i kształtuje się odkuwkę łącznika samochodowego z odkształceniem w zakresie od 5,33 do 7,33.
Korzystnie, materiał wsadowy nagrzewa się w piecu w temperaturze 400°C.
Korzystnie, materiał wsadowy nagrzewa się w piecu w czasie 35 minut.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że zastosowanie do procesu kucia materiału wsadowego w postaci odlewu kształtowego pozwala na oszczędności materiału do 30% w stosunku do obecnie stosowanej w przemyśle technologii obróbki skrawaniem odlewów. Sposób kucia według wynalazku umożliwia otrzymanie wyrobów, które charakteryzują się lepszą jakością wynikającą z rozdrobnienia struktury w całej objętości, dużą gładkością powierzchni, co przekłada się na lepsze własności mechaniczne i użytkowe w stosunku do wyrobów wykonywanych poprzez odlewanie i obróbkę skrawaniem.
Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu według wynalazku, został opisany w przykładzie realizacji oraz na rysunku, na którym:
Fig. 1 - przedstawia widok perspektywiczny narzędzi z wyrwaniem z materiałem wsado- wym;
Fig. 2 - przedstawia widok perspektywiczny stykających się narzędzi z wyrwaniem z od- kuwką;
Fig. 3 - przedstawia widok perspektywiczny stempla górnego;
Fig. 4 - przedstawia widok perspektywiczny matrycy dolnej;
Fig. 5 - przedstawia widok perspektywiczny z góry materiału wsadowego;
Fig. 6 - przedstawia widok perspektywiczny z dołu materiału wsadowego;
Fig. 7 - przedstawia widok z góry materiału wsadowego;
Fig. 7a - przedstawia przekrój materiału wsadowego wzdłuż linii A-A z Fig. 7;
Fig. 7b - przedstawia przekrój materiału wsadowego wzdłuż linii B-B z Fig. 7;
Fig. 8 - przedstawia widok perspektywiczny z góry odkuwki;
Fig. 9 - przedstawia widok perspektywiczny z dołu odkuwki;
Rys. 1a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z góry dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 1b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 2a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z góry dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 2b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 3a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z góry dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 3b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 4a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z góry dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 4b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce łącznika samochodowego w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 5a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanym półfabrykacie w widoku z góry wykonany w oparciu o dokument patentowy PL 237782 B1 i uzyskany z analizy MES;
Rys. 5b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanym półfabrykacie w widoku z dołu wykonany w oparciu o dokument patentowy PL 237782 B1 i uzyskany z analizy MES;
Wykres 1 przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piasko wych stopu magnezu ZK61 dla temperatury 350°C;
Wykres 2 przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK61 dla temperatury 400°C;
Wykres 3 przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK61 dla temperatury 450°C;
Wykres 4 przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu m agnezu AZ61 dla temperatury 350°C;
Wykres 5 przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu AZ61 dla temperatury 400°C;
Wykres 6 przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu AZ61 dla temperatury 450°C;
Wykres 7 przedstawia zależność siły kształtowania stempla górnego w funkcji czasu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku, ot rzymanej z analizy MES;
Wykres 8 przedstawia zależność siły kształtowania stempla górnego w funkcji czasu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku, otrzymanej z analizy MES;
Wykres 9 przedstawia zależność siły kształtowania stempla górnego w funkcji czasu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku, otrzymanej z analizy MES;
Wykres 10 przedstawia zależność siły kształtowania stempla górnego w funkcji czasu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 11 przedstawia zależność siły kształtowania narzędzia górnego w funkcji czasu wykonany w oparciu o dokument patentowy PL 237782 B1 i otrzymany z analizy MES.
Przykład 1
Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6/B7 produkowanego w latach 2001-2008 dla odlewniczego stopu magnez-cynk-cyrkon z gatunku ZK61 według normy ASTM B80-01 polegający na tym, że stempel górny 1 i matrycę dolną 2 posiadające w części środkowej wykroje 1a i 2a w postaci bryły, której zarys zbliżony jest do litery „U” z kołowymi zagłębieniami na jej końcach, nagrzewano w piecu w temperaturze 300°C i zamontowano na prasie hydraulicznej. Następnie materiał wsadowy 3a w postaci odlewu ze stopu magnezu ZK61 według normy ASTM B80-01, w postaci bryły, której zarys zbliżony jest do litery „U” z kołowymi zagłębieniami na jej końcach, o objętości 124011,766 mm3 i masie 0,223 kg nagrzewano w piecu w temperaturze 400°C przez 30 minut. Następnie nagrzany materiał wsadowy 3a umieszczono w wykroju 2a nieruchomej matrycy dolnej 2. Po czym wprawiono stempel górny 1 w ruch postępowy z prędkością V1 wynoszącą od 15 mm/s do 30 mm/s w kierunku nieruchomej matrycy dolnej 2 i ściskano materiału wsadowego 3a wykrojem la stempla górnego 1 i wykrojem 2a matrycy dolnej 2 z maksymalną siłą kształtowania 2600 kN i kształtowano odkuwkę łącznika samochodowego 3b z maksymalnym odkształceniem 5,33.
Przykład 2
Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu dla odlewniczego stopu magnez-cynk-cyrkon przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6 realizowany wg przykładu 1, przy czym materiał wsadowy 3a nagrzewano w piecu w temperaturze 350°C przez 35 minut. Odkuwkę kształtowano ściskając materiał wsadowy 3a wykrojem la stempla górnego 1 i wykrojem 2a matrycy dolnej 2 z maksymalną siłą kształtowania 3400 kN z maksymalnym odkształceniem odkuwki 6,90.
Przykład 3
Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu dla odlewniczego stopu magnez-cynk-cyrkon przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6 realizowany wg przykładu 1, przy czym stempel górny 1 i matrycę dolną 2 nagrzewano w piecu w temperaturze 260°C, materiał wsadowy 3a nagrzewano w piecu w temperaturze 350°C przez 35 minut. Odkuwkę kształtowano ściskając materiał wsadowy 3a wykrojem 1a stempla górnego 1 i wykrojem 2a matrycy dolnej 2 z maksymalną siłą kształtowania 3105 kN z maksymalnym odkształceniem odkuwki 6,06.
Przykład 4
Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu dla odlewniczego stopu magnez-cynk-cyrkon przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6 realizowany wg przykładu 1, przy czym stempel górny 1 i matrycę dolną 2 nagrzewano w piecu w temperaturze 260°C, materiał wsadowy 3a nagrzewano w piecu w temperaturze 400°C przez 30 minut. Odkuwkę kształtowano ściskając materiał wsadowy 3a wykrojem 1a stempla górnego 1 i wykrojem 2a matrycy dolnej 2 z maksymalną siłą kształtowania 3066 kN z maksymalnym odkształceniem odkuwki 7,33.
Otrzymano odkuwkę łącznika samochodowego o wyższych własnościach mechanicznych i użytkowych wynikających z korzystniejszej struktury ukształtowanego wyrobu w stosunku do wyrobów wykonywanych poprzez odlewanie i obróbkę skrawaniem. Przeprowadzono analizę porównawczą Metodą Elementów Skończonych (MES) sposobu kucia na prasie hydraulicznej odkuwki łącznika samochodowego według wynalazku - M1 oraz sposobu kucia półfabrykatu na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego w oparciu o dokument patentowy PL 237782 B1 - M2. Modelowanie numeryczne przeprowadzono w systemie przeznaczonym do symulacji procesów obróbki plastycznej - Deform 3D zgodnie z parametrami przyjętymi w tabeli 1. Do modelowania MES wykorzystano utworzone modele materiałów opracowane na podstawie badań plastometrycznych metodą spęczania walców.
PL 247221 Β1
Tabela 1 - Parametry i wyniki sposobu kucia według wynalazku i kucia według opisu patentowego PL 237782 B1
Nazwa parametru Jednostki Sposób według wynalazku Sposóbwedług dokumentu patentowego PL 237782 BI — M2
Ml.l M1.2 M1.3 M1.4
Parametry procesu
Temperatura nagrzania narzędzi w piecu rc] 260 260 300 300 250
Temperatura materiału wsadowego ;τ] 350 400 350 400 400
Czas nagrzewu materiału wsadowego w piecu [min] 35 30 35 30 45
Materiał [-1 Model stopu magnezu w gatunku ZK61 z grupy Mg-Zn-Cr odlewany do form piaskowych utworzony na podstawie krzywych płynięcia z badań plastometrycznych Model stopu magnezu w gatunku ΑΣ61 z grupy Mg-AI.· Zn odlewany do form piaskowych utworzony na podstawie krzywych płynięcia z badań plastometrycznych
Moduł Younga Gpa 45 44,8
Liczba Poissona [-1 0,35 0,35
Współczynnik rozszerzalności cieplnej pm/m°C 27 26
Przewodność cieplna W/mK 120 70
Liczba elementów skończonych materiału wsadowego [-] 150 000 150 000
Objętość materiału wsadowego mm2 124011,766 270701,054
Masa materiału wsadowego kg 0,223 0,487
Maksymalna wysokość geometrii materiału wsadowego [mm] 28 42,5
Maksymalna wysokość geometrii odkuwki [mm] 19 28,5
Stopień przekucia= maksymalna wysokość geometrii materiału wsadowego 4- maksymalna wysokość geometrii odkuwki 1-1 1,47 1,49
Czynnik tarcia [-1 0,25 0,25
Współczynnik wymiany ciepła materiału wsadowego - narzędzia kW/m2K 4,5 4,5
Współczynnik wymiany ciepła materiału wsadowego -otoczenie kW/m2K 0,03 0,03
Wyniki MES
Maksymalna siła kształtowania narzędzia górnego z MES [kN] 3105 3066 3400 2600 4795
Maksymalne odkształcenie w ukształtowa nym wyrobie H 6,06 7,33 6,90 5,33 10,80
Pole powierzchni styku ukształtowanej odkuwki z narzędziem górnym [mm2] 13892,3 14105 14136,3 14121,7 18899,9
Pole powierzchni styku ukształtowanej odkuwki z narzędziem dolnym [mm2] 13265,4 13450 15524 13438,2 25717,8
PL 247221 Β1
Badania te przeprowadzono dla odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK61 według normy ASTM B80-01 oraz stopu magnezu w gatunku AZ61 według normy ASTM B951-10 o składzie chemicznym przedstawionym w tabeli 2.
Tabela 2 - Skład chemiczny stopu magnezu ZK61 stosowanego w sposobie według wynalazku według normy ASTM B80-01 i stopu magnezu AZ61 według normy ASTM B951-10 stosowany w sposobie według opisu patentowego PL 237782 B1
Materiał Skład chemiczny stopów magnezu (% mas.)
Al. Zn Mn Fe Si Zr Cu Ni Inne Mg
stop magnezu ZK61 5,5- 6,5 - - - 0,6- 1,0 0,10 0,01 0,30 reszta
stop magnezu AZ61 5,8- 7,2 0,4- 1,5 0,15- 0,5 max. 0,005 max. 0,10 - max. 0,05 max. 0,005 - reszta
Badania plastometryczne wykonano na dylatometrze odkształceniowym w temperaturach 350°C, 400°C, 450°C przy prędkościach odkształcenia 0,01 s-1; 0,1 s-1; 1 s-1;10 s’1. Na podstawie uzyskanych wyników z pomiarów wyznaczono krzywe płynięcia dla stopu ZK61 przedstawione na wykresach 1-3 i dla stopu magnezu AZ61 przedstawione na wykresach 4-6. W symulacjach numerycznych analizie poddano: maksymalną siłę kształtowania narzędzia górnego w funkcji czasu, maksymalne odkształcenie w ukształtowanych wyrobach, pole powierzchni styku ukształtowanej odkuwki z narzędziem górnym, pole powierzchni styku ukształtowanej odkuwki z narzędziem dolnym dla obu analizowanych sposobów.
Otrzymaną z analizy numerycznej maksymalną siłę kształtowania i maksymalne odkształcenie w ukształtowanej odkuwce według wynalazku - M1 przedstawiono na wykresach 7-10 oraz Fig. 10a-13b. Maksymalną siłę kształtowania i maksymalne odkształcenie w ukształtowanym półfabrykacie uzyskane z analizy numerycznej wykonanego w oparciu o dokument patentowy PL 237782 B1 - M2 przedstawiono na wykresie 11 i fig. 14a i 14b.
Wykaz oznaczeń
- stempel górny
1a - wykrój stempla górnego
- matryca dolna
2a - wykrój matrycy dolnej
3a - materiał wsadowy
3b - odkuwka łącznika samochodowego
Vi - prędkość stempla górnego

Claims (3)

1. Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu, polegający na tym, że stempel górny i matrycę dolną posiadające w części środkowej wykroje, nagrzewa się w piecu, montuje się na prasie hydraulicznej, po czym materiał wsadowy w postaci odlewu kształtowego nagrzewa się w piecu, umieszcza się materiał wsadowy w wykroju matrycy dolnej, po czym wprawia się stempel górny w ruch postępowy, ściska się materiał wsadowy wykrojem stempla górnego oraz wykrojem matrycy dolnej i kształtuje się odkuwkę łącznika samochodowego, znamienny tym, że stempel górny (1) i matrycę dolną (2), nagrzewa się w piecu do temperatury od 260°C do 300°C, a materiał wsadowy (3a) z odlewniczych stopów magnezu z grupy magnez-cynk-cyrkon nagrzewa się w piecu w temperaturze od 350°C do 400°C w czasie od 30 minut do 35 minut, przy czym nagrzany materiał wsadowy (3a) dociska się stemplem górnym (1) wprawionym w ruch postępowy z prędkością (Vi) wynoszącą od 15 mm/s do 30 mm/s, ściskając materiał wsadowy (3a) z siłą kształtowania w zakresie od 2600 kN do 3400 kN, i kształtuje się odkuwkę łącznika samochodowego (3b) z odkształceniem w zakresie od 5,33 do 7,33.
PL 247221 Β1
2. Sposób kucia na prasie hydraulicznej odlewu kształtowego według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał wsadowy (3a) nagrzewa się w temperaturze 400°C.
3. Sposób kucia na prasie hydraulicznej odlewu kształtowego według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że materiał wsadowy (3a) nagrzewa się w czasie 35 minut.
PL441963A 2022-08-08 2022-08-08 Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu PL247221B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441963A PL247221B1 (pl) 2022-08-08 2022-08-08 Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441963A PL247221B1 (pl) 2022-08-08 2022-08-08 Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL441963A1 PL441963A1 (pl) 2023-10-09
PL247221B1 true PL247221B1 (pl) 2025-06-02

Family

ID=88289524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL441963A PL247221B1 (pl) 2022-08-08 2022-08-08 Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL247221B1 (pl)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351485A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属の加工法および加工成形品
JP2008132513A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Showa Denko Kk 鍛造加工方法
CN106544608A (zh) * 2016-10-19 2017-03-29 航天材料及工艺研究所 一种特厚细晶高强韧镁合金锻件的成形方法
CN106623714A (zh) * 2016-10-20 2017-05-10 南通海轶锶换热设备有限公司 镁合金制品的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351485A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 金属の加工法および加工成形品
JP2008132513A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Showa Denko Kk 鍛造加工方法
CN106544608A (zh) * 2016-10-19 2017-03-29 航天材料及工艺研究所 一种特厚细晶高强韧镁合金锻件的成形方法
CN106623714A (zh) * 2016-10-20 2017-05-10 南通海轶锶换热设备有限公司 镁合金制品的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL441963A1 (pl) 2023-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106734841B (zh) 一种双法兰工字形不锈钢阀体多向精密成形装置
CN103433416B (zh) 一种az80a镁合金机匣等温模锻成形方法
CN102029348A (zh) 40Cr钢机匣体类零件多向模锻工艺方法及模具
CN110000322B (zh) 一种大塑性变形制备高性能镁合金装置及制备方法
PL237778B1 (pl) Sposób kucia na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego
PL247221B1 (pl) Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu
PL247368B1 (pl) Sposób kucia na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora
JP2016216772A (ja) 金属積層造形と塑性加工を複合した金属素材の製造方法
PL247279B1 (pl) Sposób kształtowania na prasie hydraulicznej odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika samochodowego
CN107598066A (zh) 用于镁合金轮毂的反挤压模锻方法
Hsu et al. An investigation on deformation mechanism of non-standard gear teeth forming in the hot impression forging of multicore cable cutter
PL247222B1 (pl) Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora
CN202006226U (zh) 镁合金棒材自加热挤压成型模具
Kong et al. Numerical and experimental investigation of preform design in non-axisymmetric warm forming
CN107138707A (zh) 采用复合加载‑局部补缩消除金属制件裂纹的工艺
Yu Forging specimen design for Mg alloys
CN102029352B (zh) 一种铁路货车用压板的制造方法
WO2025219766A1 (en) The method of producing on a hydraulic press the forging of the az31 magnesium alloy wheel for light vehicles and the forging of the wheel produced according to the method
WO2025219765A1 (en) Method of plastic shaping on a hydraulic press of a az91 magnesium alloy wheel by forging, in particular from a forging preform cast into metal moulds, and a wheel shaped according to the method
WO2025219764A1 (en) Drop forging method of magnesium wheel forgings for light vehicles and a magnesium wheel forging shaped in this way
CN101172295A (zh) 一种具有可动凸模的外壳液压成形专用模具
PL237781B1 (pl) Sposób kucia półfabrykatu w przyrządzie kuźniczym na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego
WO2025219763A1 (en) Drop forging method of magnesium wheel forgings from a preform cast into metal moulds and a magnesium wheel forging shaped in this way
PL237780B1 (pl) Sposób kształtowania półfabrykatu w przyrządzie kuźniczym na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego
PL237777B1 (pl) Sposób kucia półfabrykatu w przyrządzie kuźniczym na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania korbowodu samochodowego