Analiza trwałości wkładek matrycowych do kucia na gorąco widłaka wykonanych ze stali 1.2343 i UNIMAX

Artykuł dotyczy zagadnienia trwałości narzędzi kuźniczych stosowanych w przemysłowym procesie kucia na gorąco. W pracy opisano próbę poprawy trwałości narzędzi przez dobór materiału narzędziowego. W pierwszej kolejności dokonano dokładnej analizy warunków pracy badanych narzędzi. W tym celu wykonano pomiary termowizyjne oraz przeprowadzono modelowanie numeryczne analizowanego procesu. Następnie przeprowadzono szczegółową analizę zużytych narzędzi wykonanych z obecnie stosowanej stali 1.2343. Na podstawie uzyskanych wyników i obserwowanego zużycia, podjęto decyzję o doborze innej stali narzędziowej o handlowej nazwie UNIMAX. W czasie testów eksploatacyjnych narzędzia wykonane ze stali UNIMAX umożliwiły kucie dwukrotnie większej liczby odkuwek. Ostatecznie efekt zwiększenia trwałości zweryfikowano przez przeprowadzenie kompleksowych badań narzędzi po ich eksploatacji. Badania te obejmowały: pomiar geometrii zużycia przez skanowanie 3D, badania mikroskopowe optyczne i SEM oraz badania mikrotwardości.

---

This manuscript covers the results of the tool durability test performed to evaluate the tool’s material impact on the wear resistance of die inserts used in industrial hot forging process. First, the parameters of the forging process were measured and determined by FEM simulations to identify the working conditions of tools in the selected forging process. Next, the commonly used tools made 1.2343 steel were analyzed, because of its too low durability. For the purpose of comprehensive analysis of tool wear the 3D measurement was done using the measuring arm Romer Absolute 7520SI with RS3 laser scanner. Authors performed microscopic and SEM wear analysis to understand the reason of occurring wear. Base on the obtained results, the original steel material was replaced by different tool steel with the name Unimax, being produced by Böhler Uddeholm. Tools made of new material allowed to produce double number of forgings (16 000 pcs.), thanks to much higher durability. This effect was tested on many tools, from which one representative was selected for detailed investigations. Ultimately, the effect of increased durability was verified by carrying out comprehensive testing of selected tool made of Unimax and comparing it to the tool made of 1.2343 steel after finishing their exploitation. These tests included measurements of geometric wear by 3D scanning, optical and SEM microscopy and microhardness tests. The study explained the reasons for the increase in durability due to the material properties of the tool steels as well as the effectiveness of the applied heat treatments.