Improvement of wear resistance of some cold working tool steels

Toboła, D.; Brostow, Witold; Czechowski, K.; Rusek, P.

doi:10.1016/j.wear.2017.03.023

Cited by 70 publications

(33 citation statements)

References 25 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The abrasive wear resistance was evaluated by wellknown pin-on-disc method [2]. More information about the mechanical tester and how the measurements were conducted have been provided earlier [6]. The tests were carried out without a lubricant at room temperature, under maximum Hertzian contact pressure not exceeding 1800 MPa.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…The tests were carried out without a lubricant at room temperature, under maximum Hertzian contact pressure not exceeding 1800 MPa. The following test conditions were applied: Al 2 O 3 ball diameter = 10.0 mm, applied load = 25.0 N, sliding speed = 0.1 m/s, diameter of the sliding circle = 7.0 mm, sliding distance = 2500 m, calculated duration of the test 2·10 4 s. Dynamic friction µ and wear rate Ws were calculated by well-known standard formulas also reported in [6]. Figure 3 shows both a typical microstructure as well as XRD patterns for quenched and tempered Vanadis 8 steel.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Selected properties of Vanadis 8 tool steel after grinding and hard turning

Toboła¹,

Cyboroń

Łętocha³

2017

Mechanik

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Two mechanical processes of surface layer (SL) modification were performed on Vanadis 8 tool steel: grinding (G) and hard turning (HT). This steel is classified as powder metallurgy (P/M) high-alloyed tool steel. Heat treatment was carried out in vacuum furnaces with gas quenching until hardness of 64 ±1 HRC was achieved. Surface geometrical structures (SGS), microstructures, residual stress levels and wear resistance of SL resulting in these processes were compared. KEYWORDS: tool steel, grinding, hard turning, surface geometrical structure, microstructure Przeprowadzono dwa mechaniczne procesy modyfikacji warstwy wierzchniej (WW) stali narzędziowej Vanadis 8: szlifowanie oraz toczenie na twardo. Stal ta klasyfikowana jest jako wysokostopowa stal narzędziowa otrzymywana technologią metalurgii proszków (P/M). Obróbkę cieplną przeprowadzono w piecu próżniowym z hartowaniem w gazie aż do uzyskania twardości 64 ±1 HRC. Porównano struktury geometryczne powierzchni, mikrostrukturę, poziom naprężeń szczątkowych oraz zużycie ścierne WW uzyskane w wyniku tych procesów. SŁOWA KLUCZOWE: stal narzędziowa, szlifowanie, toczenie na twardo, struktura geometryczna powierzchni, mikrostrukturaThe deterioration of the performance of tools for cold forming generally takes place as a result of progressive tribological wear during operation. Dramatic consequences of wear have been discussed in textbooks [1,2]. Preparation of a durable tool for cold working processes consists of a thermal treatment, shaping and machining for a dimensional accuracy and forming the surface layer (SL) of determined quality (high smoothness, sufficient hardness, etc.) [3]. In traditional manufacturing processes, the finishing operation of tools and machine parts is often grinding. Thus, hardness after heat treatment higher than 45 HRC and sometimes even 60 HRC can be achieved. For several decades in many industries, e.g. automotive, bearing, molds and dies manufacturing, processes of grinding are gradually replaced by so called "hard machining" (HM) [4]. In order to achieve SL of workpieces with an appropriate set of attributes -so called surface integrity - which have a positive influence on the performance characteristics of products (eg. tools), we performed the above mentioned mechanical processes on modern P/M Vanadis 8 tool steel. ExperimentalThe chemical composition of P/M tool steel under trade name of "Vanadis ® 8 SuperClean" from Uddeholm Company is given in Table I.The specimens (⌀32 × 20 mm) were machined and subjected to a heat treatment (austenizing temperature 1190°C, soaked 4 min 30 s; third tempering for 2 h at 530°C) in vacuum furnaces with gas quenching until hardness of 64 ±1 HRC was achieved. After the heat treatment, two types of mechanical processes were performed (see Fig. 1).Front face grinding with cBN (cubic boron nitride) wheels with resinous bond was carried out on universal tool grinder 3E642 type, at the following parameters: peripheral speed of the wheel v s = 16 m/s; table feed speed v f = 210 mm/min; working engagement ...

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Selected properties of Vanadis 8 tool steel after grinding and hard turning

Toboła¹,

Cyboroń

Łętocha³

2017

Mechanik

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…II i III. Nagniatanie ślizgowe realizowano za pomocą zaprojektowanego i wykonanego w Instytucie Zaawansowanych Technologii Wytwarzania narzędzia nagniatającego z elementem roboczym z polikrystalicznego diamentu z ceramiczną fazą wiążącą Ti 3 SiC 2 , w kształcie czaszy kulistej o promieniu 1,5 mm, które przedstawiono w pracy [6].…”

Section: Metodyka Badańunclassified

Comparison of surface layer properties of AISI D2 and Vanadis 6 hardened tool steel

et al. 2017

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Przedstawiono wybrane właściwości warstwy wierzchniej (WW) stali narzędziowych AISI D2 i Vanadis 6 o twardości 60 ±1 HRC po szlifowaniu oraz toczeniu na twardo z późniejszym nagniataniem ślizgowym. Określono wpływ wspomnianych obróbek na strukturę geometryczną powierzchni, mikrostrukturę oraz poziom naprężeń w WW badanych stali. SŁOWA KLUCZOWE: stal narzędziowa, szlifowanie, nagniatanie ślizgowe, warstwa wierzchnia, struktura geometryczna powierzchni, naprężenia Selected properties of the surface layer (SL) of AISI D2 and Vanadis 6 tool steels at hardness of 60 ±1 HRC, after grinding and hard turning with subsequent slide burnishing are presented. The influence of the mentioned mechanical treatments in relation to the geometrical structure, microstructure and stresses level in SL for tested steels were determined. KEYWORDS: tool steel, grinding, slide burnishing, surface layer, surface geometrical structure, stresses Procesy obróbki mechanicznej powinny być efektywne, niedrogie i przyjazne dla środowiska. W tradycyjnych procesach technologicznych operacją wykończeniową narzędzi i części maszyn, których twardość po ulepszaniu lub hartowaniu przekracza 45 HRC, a nierzadko 60 HRC, jest szlifowanie. Od kilku dziesięcioleci w wielu branżach przemysłu -np. motoryzacyjnej, łożyskowej, produkcji form i matryc - szlifowanie jest sukcesywnie zastępowane przez obróbkę skrawaniem "na twardo" (hard machining - HM) [1].Nie zawsze jednak obróbka HM spełnia wymagania co do oczekiwanej jakości powierzchni. Metodą pozwalają-cą przezwyciężyć te bariery technologiczne jest nagniatanie, stosowane zarówno do powierzchni toczonych, jak i frezowanych [1]. Proces ten polega na wykorzystaniu miejscowego odkształcenia plastycznego, wytwarzanego w warstwie wierzchniej (WW) przedmiotu wskutek stykowego oddziaływania twardego i gładkiego narzędzia (o kształcie kuli, krążka, wałka lub innym) na powierzchnię obrabianą [2]. Dzięki temu WW przedmiotów obrabianych nadaje się zbiór cech (surface ingtegrity), które wpływają korzystnie na właściwości eksploatacyjne produktów (rys. 1) [3,4].Stosowanie narzędzi do nagniatania na typowych obrabiarkach skrawających umożliwia wykonanie zabiegów obróbki kształtującej i wykończeniowej na jednym stanowisku roboczym. W wielu przypadkach zbędna jest wówczas operacja szlifowania na innym stanowisku, co zmniejsza koszty produkcji. W ramach jednego zamocowania wykonuje się kolejne zabiegi toczenia i nagniatania narzędziami zamocowanymi w głowicy narzędziowej obrabiarki. Taki sposób realizacji obróbki wykończeniowej przez nagniatanie jest również korzystny ze względu na dokładność kształtowo-wymiarową [5].Rys. 1. Wybrane parametry charakteryzujące WW na podstawie [4] W przypadku narzędzi do obróbki plastycznej na zimno istotne znaczenie ma ich odporność na zużycie tribologiczne, które jest determinowane m.in. właściwościami ich WW. Właściwości te kształtowane są w procesach obróbki mechanicznej, co zazwyczaj jest poprzedzone obróbką cieplną. Należy również pamiętać, że wpływ na zużycie współpracujących elementów ...

show abstract

“…The same increase in demand has also been experienced in other industries, such as aerospace, transport, and precision industries. The vast increase in production has resulted in substantial growth in the metal forming industry, at a rate of 3% to the year 2019 [1]. Tool steels are categorized into six classes: cold work, hot work, shock resisting, mold, high speed, and special-purpose tool steels [2].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mechanical Properties and Microstructure Characterization of AISI “D2” and “O1” Cold Work Tool Steels

Algarni

2019

Metals

View full text Add to dashboard Cite

This research analyzes the mechanical properties and fracture behavior of two cold work tool steels: AISI “D2” and “O1”. Tool steels are an economical and efficient solution for manufacturers due to their superior mechanical properties. Demand for tool steels is increasing yearly due to the growth in transportation production around the world. Nevertheless, AISI “D2” and “O1” (locally made) tool steels behave differently due to the varying content of their alloying elements. There is also a lack of information regarding their mechanical properties and behavior. Therefore, this study aimed to investigate the plasticity and ductile fracture behavior of “D2” and “O1” via several experimental tests. The tool steels’ behavior under monotonic quasi-static tensile and compression tests was analyzed. The results of the experimental work showed different plasticity behavior and ductile fracture among the two tool steels. Before fracture, clear necking appeared on “O1” tool steel, whereas no signs of necking occurred on “D2” tool steel. In addition, the fracture surface of “O1” tool steel showed cup–cone fracture mode, and “D2” tool steel showed a flat surface fracture mode. The dimple-like structures in scanning electron microscope (SEM) images revealed that both tool steels had a ductile fracture mode.

show abstract

Improvement of wear resistance of some cold working tool steels

Cited by 70 publications

References 25 publications

Selected properties of Vanadis 8 tool steel after grinding and hard turning

Selected properties of Vanadis 8 tool steel after grinding and hard turning

Comparison of surface layer properties of AISI D2 and Vanadis 6 hardened tool steel

Mechanical Properties and Microstructure Characterization of AISI “D2” and “O1” Cold Work Tool Steels

Contact Info

Product

Resources

About