Badania nad kształtowaniem wykroju matrycy do kucia zaczepu budowlanego metodą wgłębiania na gorąco

W publikacji opisano wyniki prac konstrukcyjnych i technologicznych dotyczących modyfikacji sposobu wytwarzania wykroju matryc do kucia kołnierza zaczepu budowlanego Putanker 2,5 T poprzez wgłębianie na gorąco. Hartowanie matrycy następowało z temperatury wgłębiania, aby wyeliminować dodatkowy proces nagrzewania do temperatury hartowania matryc. W celu oceny, czy nie wystąpiły pęknięcia po próbie wgłębiania oraz skutków procesu hartowania i odpuszczania, wykonano badania metalograficzne (obserwacje struktury za pomocą mikroskopu świetlnego – LM i skaningowego mikroskopu elektronowego – SEM oraz pomiary twardości metodą Vickersa HV 1). Materiałem matryc była stal narzędziowa do pracy na gorąco Orvar Supreme (odpowiednik stali WCLV). Zaprojektowano przyrząd do prowadzenia prób wgłębiania na próbkach krótkich o wymiarach φ64x35 mm z otworem φ14 mm, które służyły do wstępnych prób wgłębiania. Celem tych prób była weryfikacja konstrukcji przyrządu ze względu na zniekształcenia próbek na średnicy zewnętrznej po próbie wgłębiania oraz ocena skutków procesu hartowania i odpuszczania prowadzonych bezpośrednio po wgłębianiu na gorąco. Docelowe próby wgłębiania prowadzono na próbkach długich o wymiarach φ64x109 mm z otworem φ14 mm mocowanych w przyrządzie w tulei ustalającej. Próbki te po próbie wgłębiania, usunięciu warstwy odwęglonego materiału, korekcie płaskości powierzchni czołowej oraz po przecięciu na pół stanowiły gotowe matryce do kucia zaczepów budowlanych Putanker 2,5 T. W wyniku hartowania próbek długich z temperatury wgłębiania wynoszącej 1050°C w oleju, a następnie ich odpuszczaniu przy temperaturze 570°C w ciągu 2 godzin uzyskano materiał o średniej twardości wynoszącej 607 HV 1 (ok. 56 HRC), która jest wymagana dla matryc do kucia zaczepów Putanker 2,5 T.

This article describes the results of design and technological work concerning modification of the method of manufacturing die impressions for forging the flange of a Putanker 2.5 T construction anchor by hot hobbing. Die quenching took place from hobbing temperature in order to eliminate the additional process of heating to die quenching temperature. In order to assess whether cracks occurred after the hobbing trial and the effects of the quenching and tempering process, metallographic studies (observations of structure using a light microscope – LM and scanning electron microscope – SEM as well as Vickers HV 1 hardness measurements). The die material was Orvar Supreme hot-work tool steel (the counterpart of WCLV steel). An instrument was designed for conducting hobbing tests on short samples with dimensions φ64x35 mm with a φ14 mm hole, which served for preliminary hobbing tests. The goal of these tests was to verify the instrument’s design in terms of sample deformation on the exterior diameter after the hobbing test as well as to assess the effects of the quenching and tempering process performed immediately after hot hobbing. The target hobbing tests were conducted on long samples with dimensions φ64x109 mm and φ14 mm hole fastened in the instrument’s fastening sleeve. After the hobbing tests and removal of the layer of decarbonized material, correction of face surface flatness and being cut in half, these samples constituted ready dies for forging of Putanker 2.5 T construction anchors. As a result of quenching of long samples from hobbing temperature equal to 1050°C in oil, followed by their tempering at 570°C for 2h, material with an average hardness of 607 HV 1 (approx. 56 HRC) was obtained, and this hardness is required for dies used to forge Putanker 2.5 T anchors.