Analysis of the friction influence on change of surface topography in strip drawing test

In the article, topographical and tribological analysis of the surface of steel sheets is presented. Strip drawing tests were used to describe the friction phenomenon in sheet metal forming processes. The topographical analysis of tested samples was carried out by using the Alicona InfiniteFocus measurement system. The results of strip drawing tests were used as input variables in a mathematical model of friction. The friction tests were carried out in order to determine the influence of the surface parameter values of the sheets, the surface parameters of the rollers, and the pressure force on the friction coefficient value.

W pracy przedstawiono analizę topograficzną powierzchni po próbie przeciągania blachy. Analizę wykonano za pomocą systemów pomiarowych Subtronic 3+ Rank Taylor Hobson oraz InfiniteFocus firmy Alicona. Badania mające na celu wyznaczenie wartości współczynnika tarcia dla zmiennych warunków tarcia wykonano na specjalnym przyrządzie umożliwiającym pomiar tensometryczny. Badania zrealizowano dla różnych warunków tarcia wynikających z zastosowania trzech kompletów przeciwpróbek walcowych o różnej chropowatości powierzchni oraz różnych wartościach sił docisku rolek w warunkach tarcia suchego i smarowania olejem LAN-46. Określono wpływ zmiennych warunków tarcia na zmianę wartości parametrów chropowatości przeciąganych blach. Generalną zależnością wynikającą z badań jest spadek wartości współczynnika tarcia wraz ze wzrostem siły docisku dla warunków tarcia suchego oraz przy smarowaniu olejem. Po przekroczeniu pewnej wartości obciążenia zależność między siłą tarcia a siłą docisku jest nieliniowa, a współczynnik tarcia nie ma stałej wartości i zmienia się wraz ze wzrostem nacisku. Ze zmianą warunków tarcia wiążą się zmiany topografii warstwy wierzchniej próbek. Przeprowadzone pomiary parametrów struktury geometrycznej powierzchni blach po wykonaniu prób przeciągania nie dały jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o wpływ warunków tarcia na zmianę chropowatości powierzchni blach. Procesowi tarcia analizowanej blachy głębokotłocznej towarzyszy zmniejszenie parametrów amplitudowych Sa oraz Sq. Jest to spowodowane wygładzaniem powierzchni blachy na skutek plastycznego zgniatania wierzchołków mikronierówności. Jednocześnie wraz ze zmniejszeniem chropowatości powierzchni blachy zwiększa się udział powierzchni nośnej.