mgr inz. Ewa Berdyszak - PiTP - Spęczanie/Tłoczność - v.1.0.0 

Przygotował: Tomasz „Hatake_KAKASHI” Kotwis 

1

 

SPĘCZANIE 

 
Przebieg procesu spęczania określony stanem naprężeń/odkształceń zależy od:  

•  sposobu spęczania; 

•  kształtu przedmiotu spęczanego; 
•  prędkości odkształcenia; 

•  warunków tarcia. 

 

Spęczanie w teorii (bez tarcia) i praktyce (z tarciem) 

Spęczanie bez tarcia 

Spęczanie z uwzględnieniem tarcia 

 To 

odkształcenie jest jednorodne i wraz ze 

zmniejszeniem się wysokości h, zwiększa się średnica 
d oraz zachowany zostaje kształt walcowy 
przedmiotu. Nacisk jednostkowy na całej powierzchni 
styku płyty i materiału jest stały i równa się 
naprężeniu uplastyczniającemu. 

 W 

rzeczywistym 

procesie 

spęczania, 

występujące na powierzchni styku płyty i materiału 
odkształcanego tarcie, przeciwdziała odkształceniu. 
W rezultacie zmienia się kształt przedmiotu 
spęczanego i rozkład nacisków jednostkowych. 
 

A – w obszarze tym materiał przemieszcza się 

razem z narzędziem nie doznając odkształceń 
plastycznych. 
 

B – w obszarze tym materiał przemieszcza się 

w kierunku na zewnątrz. 
 

C – w wyniku działania stożków A w obszarze 

C występują znaczne naprężenia rozciągające. 

 
Wpływ prędkości odkształcania na przebieg procesu spęczania 

•  Wzrost naprężeń uplastyczniających. 

•  Wzrost temperatury odkształcanego materiału. 
•  Niejednakowe wypełnienie górnej i dolnej matrycy. 

 
Zjawiska ograniczające proces spęczania 

 

Pękanie plastyczne materiału występujące w czasie jego odkształcenia. W przypadku 

osiowo-symetrycznego  ściskania pękanie materiału występuje na zewnętrznej powierzchni i 
wiąże się ze wzrostem średnicy kształtowanej części. 
 

 
 
 
 

 

mgr inz. Ewa Berdyszak - PiTP - Spęczanie/Tłoczność - v.1.0.0 

Przygotował: Tomasz „Hatake_KAKASHI” Kotwis 

2

 

 

Utrata stateczności procesu odkształcenia wyrażająca się w operacjach spęczania 

wyboczeniem. Aby podczas spęczania uniknąć plastycznego wyboczenia przedmiotu, jego 
początkowa wysokość  h

o

 nie powinna przekraczać 1,5-1,8 d

o

. Duży wpływ na graniczną 

wartość stosunku h

o

/d

o

 ma dokładnie cięcie pręta (prostopadłe do osi) oraz właściwe 

prowadzenie narzędzi, eliminujące przesunięcie poprzeczne. 
 

Natychmiastowe lub zmęczeniowe  zniszczenie narzędzia spowodowane naciskiem 

jednostkowym wywieranym na  jego powierzchnie. 

 
Wyznaczenie wskaźnika odkształcenia pręta w operacjach spęczania 
 

Wskaźnik odkształcenia pręta w operacjach spęczania jest określony stosunkiem: 

 

 
gdzie:  

d – końcowa średnica odkształcanego pręta wyznaczona w momencie pękania materiału; 
d

0

 – początkowa średnica spęczania pręta; 

 

 

TŁOCZNOŚĆ 

 
Własności technologiczne blach 
 
Własności technologiczne blach określane są za pomocą prób: 

•  zginania; 

•  tłoczności – metodą Erichsena; 

•  przełomu. 

 

Określa się również: linie płynięcia, spawalność i zgrzewalność, mikrostrukturę, stan przerobu. 

Własności technologiczne materiału w tym również w postaci blach są określane za pośrednictwem własności 
mechanicznych, które zależą głównie od: 

•  składu chemicznego; 

•  charakteru mikro i makrostruktury; 

•  stopnia odkształcenia (zgniotu); 
•  rodzaju obróbki cieplnej. 

 
Własności mechaniczne blach 
 

Własności mechaniczne (wytrzymałościowe i plastyczne) blach przeznaczonych do tłoczenia 

najczęściej określa się w próbie jednoosiowego rozciągania. 
 
 

 

mgr inz. Ewa Berdyszak - PiTP - Spęczanie/Tłoczność - v.1.0.0 

Przygotował: Tomasz „Hatake_KAKASHI” Kotwis 

3

 

Wady powstające przy tłoczeniu blach 

 Wyżarzona blacha stalowa, wykazująca przy rozciąganiu wyraźną (górną i dolną) granicę plastyczności (w wyniku 
starzenia odkształceniowego) jest skłonna do tworzenia przy tłoczeniu: 

pasm poślizgu, czyli płytkich pasmowych 

nierówności na powierzchni wyrobu, przebiegają 
one poprzecznie lub pod kątem 45-60° do 
kierunku działania siły a często przecinają się 
wzajemnie 

w przypadku zdecydowanie 

niejednakowej wielkości ziarna powstają na 
powierzchni blachy nierównomierności tzw. 
„skórka pomarańczowa” 

jedną z przyczyn może być proces starzenia jakiemu podlega blacha podczas długiego przechowywania 

blacha  umocniona wygładzaniem nie ma 

na wykresie rozciągania wyraźne 

wyeliminowanie tworzenia się tzw. „skórki 

pomarańczowej” można uzyskać przy 
zastosowaniu  obróbki cieplej np. wyżarzanie 
normalizacyjne 

 
Próby technologiczne tłoczności blach 
 

Wyniki uzyskane w próbie jednoosiowego rozciągania i w innych próbach podstawowych nie 

wystarczają do pełnej oceny tłoczności blach dlatego powstały różne metody badań i próby technologiczne 
(tzw. próby stymulacyjne). Próby te symulują warunki zbliżone do tych w jakich znajduje się materiał w czasie 
tłoczenia. Znane próby technologiczne blach odtwarzają w zasadzie dwa następujące płaskie stany naprężeń: 

•  dwuosiowe rozciąganie; 

•  rozciąganie i ściskanie. 

W Polsce jedyną próbą określającą tłoczność a ujętą przez Polski Komitet Normalizacyjny jest 

próba Erichsena.

 

 
Próba Erichsena 

 
 
 

Wielkością charakteryzującą odkształcalność blachy i jej 

podatność do tłoczenia jest tu głębokość wtłoczenia kulki lub 
stempla zakończonego kulisto w próbkę, dociśniętą do matrycy za 
pomocą dociskacza, aż do chwili powstania pęknięcia w próbce. 
Głębokość wytłoczenia czaszy, a ściślej głębokość penetracji 
stempla jest wskaźnikiem tłoczności wg Erichsena i oznaczona jest 
symbolem IE. Stosownie do wymiarów stempla, a w szczególności 
do jego średnicy (20, 15, 8,3 mm) stosuje się odpowiednie symbole 
tłoczności wg Erichsena: IE

20

, IE

15

, IE

8

, IE

3

.