Desarrollo de utillajes de nueva generación para la mejora de las características mecánicas y dimensionales de piezas estampadas en caliente

El contenido de los capítulos IV y V está sujeto a confidencialidad. 180 p.Con el fin de aumentar la resistencia de las actuales herramientas empleadas en la estampación en caliente se proponen soluciones basadas en las tecnologías de deposición como alternativa a la construcción de herramientas bi-metálicas.Para ello se trabaja sobre tres aceros convencionales de trabajo en caliente empleados en la construcción de herramientas de estampación en caliente y se analiza el comportamiento a desgaste de las mismas a temperatura ambiente y elevada temperatura. De estos estudios se selecciona el metal base a utilizar en la construcción de herramientas bi-metálicas. Tras la selección del acero base, se desarrollan materiales capaces de aumentar la resistencia a desgaste y que puedan fabricarse mediante tecnologías de deposición. Tras la selección de distintas soluciones se fabrican muestras estas se caracterizan metalúrgicamente. Los resultados de la caracterización realizados permiten identificar la mejor solución capaz de mejorar la resistencia al desgaste de las actuales herramientas. Finalmente, se llevan a cabo ensayos de desgaste a escala de laboratorio mediante ensayos tribológicos, con el fin de realizar una primera aproximación y comparación entre el acero de referencia y el material de aportación desarrollado a temperatura ambiente y elevada temperatura.IK4 Azterla

Desarrollo de utillajes de nueva generación para la mejora de las características mecánicas y dimensionales de piezas estampadas en caliente

El contenido de los capítulos IV y V está sujeto a confidencialidad. 180 p.Con el fin de aumentar la resistencia de las actuales herramientas empleadas en la estampación en caliente se proponen soluciones basadas en las tecnologías de deposición como alternativa a la construcción de herramientas bi-metálicas.Para ello se trabaja sobre tres aceros convencionales de trabajo en caliente empleados en la construcción de herramientas de estampación en caliente y se analiza el comportamiento a desgaste de las mismas a temperatura ambiente y elevada temperatura. De estos estudios se selecciona el metal base a utilizar en la construcción de herramientas bi-metálicas. Tras la selección del acero base, se desarrollan materiales capaces de aumentar la resistencia a desgaste y que puedan fabricarse mediante tecnologías de deposición. Tras la selección de distintas soluciones se fabrican muestras estas se caracterizan metalúrgicamente. Los resultados de la caracterización realizados permiten identificar la mejor solución capaz de mejorar la resistencia al desgaste de las actuales herramientas. Finalmente, se llevan a cabo ensayos de desgaste a escala de laboratorio mediante ensayos tribológicos, con el fin de realizar una primera aproximación y comparación entre el acero de referencia y el material de aportación desarrollado a temperatura ambiente y elevada temperatura.IK4 Azterla

Wear And Friction Evaluation Of Different Tool Steels For Hot Stamping

The aim of this work is to investigate the durability of tool steels for hot stamping by comparing the wear resistance of three hot work tool steels. Friction and wear behaviours of different tool steels sliding against a 22MnB5 uncoated steel at elevated temperatures were investigated using a high-temperature version of the Optimol SRV reciprocating friction and wear tester at temperatures of 40 and 200°C. Our results show that friction decreased with increasing temperature, whereas wear of the tool steel increased with temperature for the second and the third tested tool steels. The slightly better wear behaviour of steel specimen 1 comes from the hardness of the carbides in the martensitic microstructure, which are rich in vanadium.The authors gratefully acknowledge the funding provided by the Department of Research and Universities of the Basque Government under Grant no. IT947-16 and the University of the Basque Country UPV/EHU under Program no. UFI 11/29

Retained Austenite Control for the Soft Machining of High-Hardness Tool Steels

Most high-hardness tool steels comprising forming dies require expensive finish machining operations to compensate for the dimensional distortion and surface oxidation caused by the die heat treatment. Precipitation-hardening (PH) tool steels allow for soft finish machining followed by an aging treatment without major deformation or oxidation in the die, but exhibit poor wear performance owing to the lack of carbides in their structure. This drawback can be overcome by combining laser cladding technology, austenite retention, and cryogenic treatments. Hence, an alternative die manufacturing route based on laser cladding was explored. The forming surface of a modified chemistry tool steel die was subjected to cladding. The martensite finish (M-f) temperature of the steel was tuned to enhance austenite retention at room temperature. The cladded surface was then machined in a reduced-hardness condition resulting from retained austenite formation. Subsequent deep cryogenic treatment of the die favoured the retained-austenite-to-martensite transformation, thereby increasing the die hardness without major distortion or oxidation. This process combined the advantages of high-carbide-bearing tool steels and PH steels, allowing for a die with hardness exceeding 58 HRC to be finish machined at <52 HRC. Controlling the occurrence of retained austenite represents an effective strategy for achieving new manufacturing scenarios.The authors gratefully acknowledge the funding provided by the Department of Research and Universities of the Basque Government under Grant No. IT947-16 and the University of the Basque Country UPV/EHU under Program No. UFI 11/29

Desarrollo de utillajes de nueva generación para la mejora de las características mecánicas y dimensionales de piezas estampadas en caliente

El contenido de los capítulos IV y V está sujeto a confidencialidad. 180 p.Con el fin de aumentar la resistencia de las actuales herramientas empleadas en la estampación en caliente se proponen soluciones basadas en las tecnologías de deposición como alternativa a la construcción de herramientas bi-metálicas.Para ello se trabaja sobre tres aceros convencionales de trabajo en caliente empleados en la construcción de herramientas de estampación en caliente y se analiza el comportamiento a desgaste de las mismas a temperatura ambiente y elevada temperatura. De estos estudios se selecciona el metal base a utilizar en la construcción de herramientas bi-metálicas. Tras la selección del acero base, se desarrollan materiales capaces de aumentar la resistencia a desgaste y que puedan fabricarse mediante tecnologías de deposición. Tras la selección de distintas soluciones se fabrican muestras estas se caracterizan metalúrgicamente. Los resultados de la caracterización realizados permiten identificar la mejor solución capaz de mejorar la resistencia al desgaste de las actuales herramientas. Finalmente, se llevan a cabo ensayos de desgaste a escala de laboratorio mediante ensayos tribológicos, con el fin de realizar una primera aproximación y comparación entre el acero de referencia y el material de aportación desarrollado a temperatura ambiente y elevada temperatura.IK4 Azterla

Failure-Analysis Based Redesign of Furnace Conveyor System Components: A Case Study

Any manufacturing equipment designed from scratch requires a detailed follow-up of the performance for the first units placed in service during the production ramp-up, so that lessons learned are immediately implemented in next deliveries and running equipment is accordingly updated. Component failure analysis is one of the most valuable sources of improvement among these lessons. In this context, a failure-assessment based design revision of the conveying system of a newly developed press hardening furnace is presented. The proposed method starts with a forensic metallurgical analysis of the failed components, followed by an investigation of the working conditions to ensure they match the forensic observations. The results of this approach evidenced an initially unforeseen thermo-mechanical damage produced by a combination of thermal distortions, material ageing, and mechanical fatigue. Once the cause-effect relationship for the failure is backed up by evidence, an improved design is proposed. As a conclusion, a new standard design for the furnace entrance set of rollers in hot stamping lines was established for roller hearth furnaces. The solution can be extended to similar applications, ensuring the same issues will not arise thanks to the lessons learned.This research was funded by the Basque Government, with budget from the Departamento de Industria, Innovacion, Comercio y Turismo and from Fondo de Desarrollo Regional (FEDER) in the frame of the Etorgai Program supporting the LABEBERRI Project (exp. ER-2013/00032). Thanks are also due to funds from Excellence groups of the Basque university system n IT1337-19, and to projects Spanish Ministry of Science DPI2016-74845-R and RETOS NewMINE RTC-2017-6039