PL247222B1 - Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora - Google Patents
Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora Download PDFInfo
- Publication number
- PL247222B1 PL247222B1 PL441964A PL44196422A PL247222B1 PL 247222 B1 PL247222 B1 PL 247222B1 PL 441964 A PL441964 A PL 441964A PL 44196422 A PL44196422 A PL 44196422A PL 247222 B1 PL247222 B1 PL 247222B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- forging
- hammer
- heated
- furnace
- lower die
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/84—Making other particular articles other parts for engines, e.g. connecting-rods
- B21D53/845—Making camshafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J11/00—Forging hammers combined with forging presses; Forging machines with provision for hammering and pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/008—Incremental forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
- B21J5/022—Open die forging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J7/00—Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
- B21J7/02—Special design or construction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
- B21K1/12—Making machine elements axles or shafts of specially-shaped cross-section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K29/00—Arrangements for heating or cooling during processing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu w szczególności łącznika stabilizatora charakteryzujący się tym, że stempel górny (1) i matrycę dolną (2) nagrzewa się w piecu do temperatur od 260°C do 300°C i montuje się na młocie, po czym materiał wsadowy (3a) ze stopów magnezu do przeróbki plastycznej z grupy magnez-cynk-cyrkon nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur od 350°C do 450°C, w czasie od 35 minut do 40 minut, po czym materiał wsadowy (3a) umieszcza się w wykroju (2a) matrycy dolnej (2) i ściska się na młocie materiał wsadowy (3a) stemplem górnym (1) wprawionym w ruch postępowy z prędkością V<sub>1</sub> wynoszącą od 8 do 10 m/s z maksymalną energią uderzenia w zakresie od 35,96 do 45,64 kJ, kształtując odkuwkę łącznika stabilizatora (3b) z maksymalnym odkształceniem w zakresie od 4,68 do 7,29.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora.
Dotychczas znane i stosowane są metody wytwarzania łączników ze stopów magnezu do przeróbki plastycznej z grupy magnez-cynk-cyrkon takie jak obróbka skrawaniem i kucie matrycowe.
Przy wytwarzaniu łączników samochodowych stosowana jest technologia obróbki skrawaniem, którą opisano w literaturze W. Olszaka „Obróbka skrawaniem”, WNT, Warszawa 2008 r. Obróbka skrawaniem łączników samochodowych 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.
Najlepsze własności wytrzymałościowe łączników stosowanych w przemyśle samochodowym zapewniają procesy kształtowania plastycznego opisane w literaturze J. Sińczak „Procesy przeróbki plastycznej, Wydawnictwo Naukowe AKAPIT, Kraków 2003 r. Przykładem jest kucie matrycowe opisane w literaturze specjalistycznej przez P. Skubisza „Technologie kucia matrycowego”, ARBOR FP, Kraków 2010 r. Proces prowadzi się wieloetapowo w trzech operacjach - gięcie, kucie wstępne, kucie końcowe z wsadu już przerobionego plastycznie z dużym naddatkiem na wypływkę. Około 50% masy odkuwki stanowi odpad technologiczny, przy zastosowaniu drogich systemów grzewczych narzędzi.
Z opisu patentu PL 237778 B1 znany jest sposób kucia na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania korbowodu samochodowego, w którym matryce górną i dolną posiadające w części środkowej jednakowe wykroje robocze i nagrzewa się w piecu przy użyciu palników gazowych do temperatury 250°C i umieszcza się na młocie kuźniczym o energii uderzenia 36 kJ i masie bijaka 1000 kg. W dalszej kolejności 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 matrycy dolnej. Dalej wprawia się matrycę górną w ruch postępowy z prędkością do 10 m/s w kierunku matrycy dolnej i zgniata się materiał wsadowy wykrojem roboczym matrycy górnej i wykrojem roboczym matrycy dolnej i kształtuje się półfabrykat z mniejszym stopniem przekucia.
Z opisu patentu PL 237779 B1 znany jest sposób kształtowania na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego, w którym matryce górną i dolną posiadające w części środkowej wykroje robocze, nagrzewa się w piecu i przy użyciu palników gazowych do temperatury 250°C i umieszcza się na młocie kuźniczym o energii uderzenia 36 kJ i masie bijaka 1000 kg. Po czym materiał wsadowy w kształcie przedkuwki kształtowej odlewanej w formach piaskowych z mniej plastycznych stopów aluminium z grupy aluminium-miedź nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur 460-500°C, korzystnie 480°C, w czasie do 50 minut. Nagrzany materiał wsadowy umieszcza się w wykroju roboczym matrycy dolnej. Następnie wprawia się matrycę górną w ruch postępowy z prędkością do 10 m/s w kierunku matrycy dolnej i zgniata się materiał wsadowy wykrojem roboczym matrycy górnej i wykrojem roboczym matrycy dolnej i kształtuje się półfabrykat z większym stopniem przekucia.
Z opisu patentu PL 237778 B1 znany jest sposób kucia na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego, w którym matryce górną i dolną posiadające w części środkowej wykroje robocze nagrzewa się w piecu przy użyciu palników gazowych do temperatury 300°C i umieszcza się na młocie kuźniczym o energii uderzenia 36 kJ i masie bijaka 1000 kg. Materiał wsadowy w kształcie przedkuwki kształtowej odlewanej w formach piaskowych z mniej plastycznych stopów magnezu z grupy magnez-aluminiumcynk nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur 400-430°C, korzystnie 420°C, w czasie do 45 minut. Nagrzany materiał wsadowy umieszcza się w wykroju roboczym matrycy dolnej. W dalszej kolejności wprawia się matrycę górną w ruch postępowy z prędkością do 8 m/s w kierunku matrycy dolnej i zgniata się materiał wsadowy wykrojem roboczym matrycy górnej i wykrojem roboczym matrycy dolnej i kształtuje się półfabrykat z mniejszym stopniem przekucia. Badania numeryczne i doświadczalne dla sposobu według patentu PL 237778 B1 przedstawiono na przykładzie stopu magnezu AZ61 w artykule A. Dziubińskiej, P. Surdackiego, K. Majerskiego „The Analysis of Deformability, Structure and Properties of AZ61 Cast Magnesium Alloy in a New Hammer Forging Process for Aircraft Mounts”, Materials, 2021, vol. 14, nr 10, s. 1-25. Udowodniono w nim poprawę własności użytkowych i mechanicznych odlewów poddanych przeróbce cieplno-plastycznej według sposobu z opisu patentowego.
Celem wynalazku jest kształtowanie plastyczne na młocie odkuwki łącznika stabilizatora z materiału wsadowego w postaci odlewu kształtowego ze stopów magnezu do przeróbki plastycznej z grupy magnez cynk-cyrkon w jednej operacji kształtowania w wykroju końcowym na młocie, ograniczając poprzez to straty materiałowe, czas realizacji procesu oraz jego energochłonność.
Istotą sposobu kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora, polegającego na tym, że stempel górny i matrycę dolną nagrzewa się w piecu i montuje się na młocie, po czym materiał wsadowy 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 i wykrojem matrycy dolnej kształtując odkuwkę, jest to, że stempel górny i matrycę dolną nagrzewa się w piecu do temperatur od 260°C do 300°C i montuje się na młocie, po czym materiał wsadowy ze stopów magnezu do przeróbki plastycznej z grupy magnez-cynk-cyrkon, nagrzewa się w piecu w temperaturze od 350°C do 450°C w czasie od 35 minut do 40 minut, po czym materiał wsadowy umieszcza się w wykroju matrycy dolnej i ściska się na młocie materiał wsadowy stemplem górnym wprawionym w ruch postępowy z prędkością od 8 do 10 m/s z maksymalną energią uderzenia w zakresie od 35,96 kJ do 45,64 kJ, kształtując odkuwkę łącznika z maksymalnym odkształceniem w zakresie od 4,68 do 7,29.
Korzystnie, materiał wsadowy nagrzewa się w piecu w temperaturze 400°C.
Korzystnie, materiał wsadowy nagrzewa się w piecu w czasie 40 minut.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że zastosowanie do procesu kształtowania na młocie materiału wsadowego w postaci odlewu kształtowego, pozwala na oszczędności materiału do 30% w stosunku do obecnie stosowanej w przemyśle technologii obróbki skrawaniem odlewów. Zastosowanie materiału wsadowego w postaci odlewu kształtowego do procesu kształtowania na młocie odkuwki łącznika stabilizatora ze stopów magnezu do przeróbki plastycznej z grupy magnez-cynk-cyrkon pozwala ograniczyć ilość i czas operacji potrzebnych do uzyskania odkuwki oraz wpływa na wzrost wydajności i zmniejszenie pracochłonności procesu.
Produkt otrzymany sposobem według wynalazku cechuje się wyższą jakością materiału 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 kształtowania na młocie odkuwki 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 wsadowym;
Fig. 2 - przedstawia widok perspektywiczny stykających się narzędzi z wyrwaniem z odkuwką;
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 w widoku z góry dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku, uzyskany z analizy MES;
Rys. 1 b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce 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 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 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 w widoku z góry dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 450°C według wynalazku, uzyskany z analizy MES;
Rys. 3b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 450°C według wynalazku, uzyskany z analizy MES;
Rys. 4a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z góry dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 4b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 5a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z góry dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 5b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku uzyskany z analizy MES;
Rys. 6a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z góry dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 450°C według wynalazku, uzyskany z analizy MES;
Rys. 6b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanej odkuwce w widoku z dołu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 450°C według wynalazku, uzyskany z analizy MES;
Rys. 7a przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanym półfabrykacie w widoku z góry, wykonany w oparciu o dokument patentowy PL 237774 B1 i uzyskany z analizy MES;
Rys. 7b przedstawia rozkład odkształceń w ukształtowanym półfabrykacie w widoku z dołu, wykonany w oparciu o dokument patentowy PL 237774 B1 i uzyskany z analizy MES;
Wykres 1 - przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK60 dla temperatury 350°C;
Wykres 2 - przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK60 dla temperatury 400°C;
Wykres 3 - przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK60 dla temperatury 450°C;
Wykres 4 - przedstawia krzywe płynięcia odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu 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 energii uderzenia stempla górnego od czasu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 8 - przedstawia zależność energii uderzenia stempla górnego od czasu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 9 - przedstawia zależność energii uderzenia stempla górnego od czasu dla temperatury narzędzi 260°C i materiału wsadowego 450°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 10 - przedstawia zależność energii uderzenia stempla górnego od czasu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 350°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 11 - przedstawia zależność energii uderzenia stempla górnego od czasu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 400°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 12 - przedstawia zależność energii uderzenia stempla górnego od czasu dla temperatury narzędzi 300°C i materiału wsadowego 450°C według wynalazku otrzymanej z analizy MES;
Wykres 13 - przedstawia zależność energii uderzenia matrycy górnej od czasu wykonany w oparciu o dokument patentowy PL 237778 B1 i otrzymany z analizy MES.
Przykład 1
Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu w przykładach wykonania dla stopu magnez-cynk-cyrkon z gatunku ZK60 według normy ASTM B91-97, w szczególności łącznika stabilizatora, przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6/ B7 produkowanego w latach 2001-2008 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 260°C i zamontowano na młocie o energii uderzenia 110 kJ i masie bijaka 3000 kg. Po czym materiał wsadowy 3a w postaci odlewu ze stopu magnezu ZK60 według normy ASTM B91-97, w postaci bryły, której zarys zbliżony jest do litery „U” z kołowymi zagłębieniami na jej końcach i owalnymi zagłębieniami na jej łączniku, o objętości 117565,650 mm3 i masie 0,212 kg nagrzewano w piecu w temperaturze 350°C przez 40 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 8 do 10 m/s w kierunku nieruchomej matrycy dolnej 2 i ściskano materiał wsadowy 3a wykrojem 1a stempla górnego 1 i wykrojem 2a matrycy dolnej 2 z maksymalną energią uderzenia 43,27 kJ i kształtowano odkuwkę łącznika stabilizatora 3b z maksymalnym odkształceniem 4,72.
PL 247222 Β1
Przykład 2
Sposób kształtowania na młocie odkuwki łącznika stabilizatora ze stopów magnez-cynk-cyrkon przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6/B7 realizowany wg przykładu 1, przy czym stempel górny 1 i matrycę dolną 2 nagrzewano w piecu w temperaturze 300°C, przy czym materiał wsadowy 3a ściskano z maksymalną energią uderzenia 42,53 kJ i kształtowano odkuwkę łącznika stabilizatora 3b z maksymalnym odkształceniem 5,62.
Przykład 3
Sposób kształtowania na młocie odkuwki łącznika stabilizatora ze stopów magnez-cynk-cyrkon przeznaczonego do modelu Audi A4 - typ B6/ B7 realizowany wg przykładu 1, przy czym materiał wsadowy 3a nagrzewano w piecu w temperaturze 450°C przez 35 minut, ściskano z maksymalną energią uderzenia 42,36 kJ i kształtowano odkuwkę łącznika stabilizatora 3b z maksymalnym odkształceniem 4,68.
Otrzymano odkuwkę 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 kształtowania na młocie odkuwki łącznika stabilizatora według wynalazku - M1 oraz sposobu kucia na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego w oparciu o dokument patentowy PL 237778 B1 M2. Modelowanie numeryczne przeprowadzono w systemie przeznaczonym do symulacji procesów obróbki plastycznej - Deform 3D zgodnie z parametrami przyjętymi w tabeli 1.
Tabela. 1 - Parametry i wyniki sposobu kształtowania według wynalazku i kucia według opisu patentowego PL 237778 B1
| Nazwa parametru | Jednostki | Sposób według wynalazku | Sposób według dokumentu patentowego PL 237778 BI-M2 | |||||
| Ml.l | M1.2 | Μ1.3 | M1.4 | M1.5 | Ml,6 | |||
| Parametry procesu | ||||||||
| Temperatura nagrzania narzędzi w piecu | ra | 260 | 260 | 250 | 300 | 300 | 300 | 250 |
| Temperatura materiału wsadowego | ra | 350 | 400 | 450 | 350 | 400 | 450 | 400 |
| Czas nagrzewu materiału wsadowego w piecu | [min] | 40 | 35 | 35 | 40 | 35 | 35 | 45 |
| Materiał | [-] | Model stopu magnezu w gatunku ZK60 z grupy Mg-Zn-Cr odlewany do form piaskowych utworzony na podstawie krzywych płynięcia z badań plastometrycznych | Model stopu magnezu w gatunku A261 z grupy Mg'AI-Zn odlewany do form piaskowych utworzony na podstawie krzywych płynięcia z badań plastometrycznych | |||||
| ModułYounga | GPa | 44,8 | 44,8 | |||||
| Liczba Poissona | I-] | 0,35 | 0,35 | |||||
| Współczynnik rozszerzalności cieplnej | 26 | 26 | ||||||
| Przewodność cieplna | W/mK | 120 | 70 | |||||
| Liczba elementów skończonych materiału wsadowego | I-] | 150 000 | 150000 | |||||
| Objętość materiału wsadowego | mm2 | 117565,650 | 270701,054 | |||||
| Masa materiału wsadowego | kg | 0,212 | 0,487 | |||||
| Maksymalna wysokość geometrii materiału wsadowego | [mm] | 28 | 42,5 |
PL 247222 Β1
| Maksymalna wysokość geometrii odkuwki | [mm] | 19 | 28,5 | |||||
| Stopień przekucia= maksymalna wysokość geometrii materiału wsadowego 4maksymalna wysokość geometrii odkuwki | [-] | 1,47 | 1,49 | |||||
| Energii uderzenia młota | [UJ | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 36 |
| Masa bijaka młota | [kg] | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 | 1000 |
| Czynnik tarcia | H | 0,25 | 0,25 | |||||
| Współczynnik wymiany ciepła materiał wsadowy - narzędzia | kW/mlK | 4,5 | 4,5 | |||||
| Współczynnik wymiany ciepła materiał wsadowy - otoczenie | kW/m2K | 0,03 | 0,03 | |||||
| Wyniki MES | ||||||||
| Maksymalna energia uderzenia górnego narzędzia z MES | [U] | 43,27 | 45,64 | 37,62 | 42,53 | 35,96 | 42,35 | 19,88 |
| Maksymalne odkształcenie w ukształtowanym wyrobie | [-] | 4,72 | 7,29 | 4,72 | 5,62 | 6,24 | 4,68 | 4,98 |
| Pole powierzchni styku ukształtowanej odkuwki z narzędziem górnym | [mm2] | 14026,8 | 14054,7 | 14090,8 | 13867,5 | 13944,3 | 13882,1 | 18793,9 |
| Pole powierzchni styku ukształtowanej odkuwki z narzędziem dolnym | [mm2] | 13397,8 | 13418,4 | 13433,4 | 13210,2 | 13312,3 | 13280 | 25647,5 |
Do modelowania MES wykorzystano utworzone modele materiałów opracowane na podstawie badań piastom etrycznych metodą spęczania walców. Badania te przeprowadzono dla odlewanego w formach piaskowych stopu magnezu ZK60 według normy ASTM B91-97 oraz stopu magnezu w gatunku AZ61 według normy ASTM B951-10 o składzie chemicznym przedstawionym w tabeli 2.
Tabela 2 - Skład chemiczny stopu magnezu ZK60 stosowanego w sposobie według wynalazku według normy ASTM B91-97 i stopu magnezu AZ61 według normy ASTM B951-10 stosowany w sposobie według opisu patentowego PL237778B1.
| Materiał | Skład chemiczny stopów magnezu |% mas.) | |||||||||
| Al | Zn | Mn | Fe | Si | Zr | Cu | Ni | Inne | Mg | |
| stop magnezu ZK60 | 4,8- 6,2 | - | - | - | min. 0,45 | - | - | 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 ZK60 przedstawione na wykresach 1-3 i dla stopu magnezu AZ61 przedstawione na wykresach 4-6.
W symulacjach numerycznych analizie poddano: maksymalną energię uderzenia 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 energię uderzenia i maksymalne odkształcenie w ukształtowanej odkuwce według wynalazku - M1 przedstawiono na wykresach 7-12 oraz Rys. 1-6. Maksymalną energię uderzenia i maksymalne odkształcenie w ukształtowanym półfabrykacie uzyskane z analizy numerycznej wykonanej w oparciu o dokument patentowy PL 237778 B1 - M2 przedstawiono na wykresie 13 i Rys. 7a i 7b.
Wykaz oznaczeń
1a
2a 3a
3b
Vi
- stempel górny
- wykrój stempla górnego
- matryca dolna
- wykrój matrycy dolnej
- materiał wsadowy
- odkuwka łącznika stabilizatora
- prędkość stempla górnego
Claims (3)
1. Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu w szczególności łącznika stabilizatora, polegającego na tym, że stempel górny i matrycę dolną nagrzewa się w piecu i montuje się na młocie, po czym materiał wsadowy 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 i wykrojem matrycy dolnej kształtując odkuwkę, znamienny tym, że stempel górny (1) i matrycę dolną (2) nagrzewa się w piecu do temperatur od 260°C do 300°C i montuje się na młocie, po czym materiał wsadowy (3a) ze stopów magnezu do przeróbki plastycznej z grupy magnez-cynk-cyrkon nagrzewa się w piecu w zakresie temperatur od 350°C do 450°C, w czasie od 35 minut do 40 minut, następnie nagrzany materiał wsadowy (3a) umieszcza się w wykroju (2a) matrycy dolnej (2) i ściska się na młocie materiał wsadowy (3a) stemplem górnym (1) wprawionym w ruch postępowy z prędkością (Vi) wynoszącą od 8 do 10 m/s i z maksymalną energią uderzenia w zakresie od 35,96 kJ do 45,64 kJ, kształtując odkuwkę łącznika stabilizatora (3b) z maksymalnym odkształceniem w zakresie od 4,68 do 7,29.
2. Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał wsadowy (3a) nagrzewa się w piecu w temperaturze 400°C.
3. Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że materiał wsadowy (3a) nagrzewa się w piecu w czasie 40 minut.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL441964A PL247222B1 (pl) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL441964A PL247222B1 (pl) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL441964A1 PL441964A1 (pl) | 2023-10-09 |
| PL247222B1 true PL247222B1 (pl) | 2025-06-02 |
Family
ID=88289500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL441964A PL247222B1 (pl) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL247222B1 (pl) |
Citations (4)
| 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 |
-
2022
- 2022-08-08 PL PL441964A patent/PL247222B1/pl unknown
Patent Citations (4)
| 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 |
|---|---|
| PL441964A1 (pl) | 2023-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113926973B (zh) | 一种锻造大型曲拐的组合砧模及工艺 | |
| CN108296715B (zh) | 一种采用锻造和增材制造复合成形金属大型构件的方法 | |
| Yoshimura et al. | Precision forging of aluminum and steel | |
| CN101422861B (zh) | 一种异形深孔类零件的精密成形方法 | |
| CN110976727B (zh) | 一种提高钛合金锻件组织均匀性的锻造方法 | |
| CN103157759A (zh) | 圆柱齿轮温冷复合精锻塑性成型工艺 | |
| PL237778B1 (pl) | Sposób kucia na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego | |
| CN102212765B (zh) | 一种在钛合金局部加载成形中获得三态组织的方法 | |
| CN102989985A (zh) | 一种铝合金复杂杯形薄壁件冷挤压成形工艺 | |
| Bharti | Advancement in forging process: a review | |
| PL247222B1 (pl) | Sposób kształtowania na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora | |
| US20150246393A1 (en) | Method of manufacturing connecting rod by using semi-closed sinter forging | |
| PL247368B1 (pl) | Sposób kucia na młocie odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika stabilizatora | |
| PL247279B1 (pl) | Sposób kształtowania na prasie hydraulicznej odkuwki ze stopów magnezu, w szczególności łącznika samochodowego | |
| Kong et al. | Numerical and experimental investigation of preform design in non-axisymmetric warm forming | |
| PL247221B1 (pl) | Sposób kucia odlewu kształtowego na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania odkuwki łącznika samochodowego ze stopów magnezu | |
| CN103846635A (zh) | 一种汽车发动机曲轴的锻造方法 | |
| CN106134316B (zh) | 大型非对称近环类锻件预制坯的成形方法 | |
| Wangchuk et al. | Recent Advances in Various Types of Forging-A Research Review | |
| PL237779B1 (pl) | Sposób kształtowania na młocie półfabrykatu, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego | |
| WO2025219764A1 (en) | Drop forging method of magnesium wheel forgings for light vehicles and a magnesium wheel forging shaped in this way | |
| Zvonov et al. | The quality improvement in manufacturing “Screw”-parts using the DEFORM-3D software | |
| PL237782B1 (pl) | Sposób kucia półfabrykatu na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego | |
| PL237781B1 (pl) | Sposób kucia półfabrykatu w przyrządzie kuźniczym na prasie hydraulicznej, zwłaszcza do wytwarzania mocowania lotniczego | |
| 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 |