Tool-part tribological interaction assessment for continuous deformation processes

Autor/a

Torres Chamorro, Lisbeth Alejandra

Director/a

Travieso Rodríguez, José Antonio

Codirector/a

Cuadrado Lafoz, Núria

Llumà Fuentes, Jordi

Data de defensa

2023-07-03

Pàgines

123 p.



Departament/Institut

Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Mecànica

Programa de doctorat

DOCTORAT EN ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA (Pla 2013)

Resum

(English This dissertation is an experimental assessment of the tool-part tribological interaction of continuous deformation processes: ball burnishing as a superfinishing process and wire drawing as a bulk deformation process. Through the integration of friction as their fundamental parameter, these processes can be optimized. Thus, after the determination of the coefficient of friction, its impact on the final components surface integrity (hardness, roughness, and residual stresses), as well as the resulting wear mechanisms (adhesion and abrasion) from the sliding contact between hardmetal (WC/Co) and the treated materials (stainless-steel and aluminum alloy), has been analyzed by means of advanced characterization techniques such as: X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy dispersive x-ray analysis (EDX) and confocal scanning optical microscopy (CSOM). The results have shown that beyond the operational parameters and the macro-contact conditions, the influence of the micro-contact, microstructure and chemical composition, represent critical points in the tribological behavior of each process. In addition, these experimental outcomes constitute validation tools for numerical models, allowing integral configurations that surpass the simplified models that so far have not achieved adjustments in terms of surface finish and residual stresses, simultaneously. Therefore, potential solutions to the misalignments of each study case have been established from the analysis of a hitherto underestimated factor: friction.)


(Español) Esta disertación trata sobre la evaluación experimental de la interacción tribológica herramienta - pieza para procesos de deformación continua: el bruñido con bola como proceso de superacabado y el trefilado de alambre como proceso de deformación masivo. Mediante la integración de la fricción como su parámetro fundamental, estos procesos pueden ser optimizados. Así, después de la determinación del coeficiente de fricción, su impacto en la integridad superficial de los componentes (dureza, rugosidad y tensiones residuales) y en los mecanismos de desgaste resultantes (adhesión y abrasión) del contacto por deslizamiento entre el metal duro (WC/Co) y los materiales tratados (acero inoxidable y aleación de aluminio), se ha analizado mediante técnicas de caracterización avanzadas: Difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (FE-SEM), dispersión de energía de rayos X (EDX) y microscopía óptica confocal (CSOM). Los resultados muestran que más allá de los parámetros operativos y de las condiciones de macro-contacto, la influencia del micro-contacto, la microestructura y la composición química, representan puntos críticos en la tribología de cada proceso. Además, estos resultados constituyen herramientas de validación de modelos numéricos, permitiendo configuraciones integrales que superan los modelos simplificados que hasta ahora no han logrado ajustes en acabado superficial y tensiones residuales, simultáneamente. De esta manera, se han establecido soluciones a partir del análisis de un factor hasta ahora subestimado: la fricción.

Paraules clau

Tribology; Friction; Deformation processes; Ball burnishing; Wire drawing; Stainless-steel; Aluminum alloys; Wear mechanisms; Tribologia; Fricció; Processos de deformació; Brunyit; Trefilat; Acer inoxidable; Aliatges d'alumini; Mecanismes de desgast; Tribología; Fricción; Procesos de deformación; Bruñido; Trefilado; Acero inoxidable; Aleaciones de aluminio; Desgaste

Matèries

621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària

Àrea de coneixement

Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica

Nota

Tesi amb menció de Doctorat Internacional i de Doctorat Industrial

Documents

TLATC1de1.pdf

4.972Mb

 

Drets

ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Aquest element apareix en la col·lecció o col·leccions següent(s)