Improvement of impact resistance of aluminum and zinc based die cast parts by means of tool steel inserts
Alüminyum ve çinko bazlı basınçlı döküm parçaların darbe dayanımın çelik insörtler ile geliştirilmesi
- Tez No: 305175
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Basınçlı döküm, karmaşık geometriye sahip demir dışı alaşımların seri üretimi için düşük maliyetli bir yöntem olup; boyutsal mükemmellik, yüzey kalitesi ve yüksek üretim hızı gibi avantajlara sahiptir. Ancak basınçlı döküm ile üretilen parçaların sahip olduğu mekanik eksiklikler; basınçlı döküm teknolojisinin, dinamik yükler altında çalışan parçaların üretiminde tercih edilmesine engel teşkil etmektedir.Bu çalışma, çelik insörtler yardımıyla basınçlı döküm alaşımlarının darbe dayanımını ve darbe yüzeyi sertliğini arttırmayı amaçlamıştır. İnsörtlerin fonksiyonu; çarpan ile basınçlı döküm alaşımı arasında bariyer görevi görerek darbeye bağlı yüzey deformasyonlarını ortadan kaldırmak, basınçlı döküm alaşımına iletilen gerilimi yayarak çatlak oluşumunu engellemek ve/veya darbe enerjisinin daha fazla emilmesini sağlamaktır. Bu insörtler, dökümden önce kalıpta istenilen bölgelere yerleştirilmiş ve döküm sırasında darbe yüzeyi hariç tüm çevresi basınçlı döküm alaşımı tarafından kaplanmıştır. Böylelikle parça; hızlı ve düşük maliyetle, işleme gerektirmeden basınçlı döküm ile şekillendirilmiş olup yalnızca darbe aldığı bölgelerde çelik kullanılmıştır.Bahsedilen bu metodun verimliliği; AISI D2 takım çeliği insörtlere sahip A518.0, A413.2 ve Zamak5 alaşımlı numunelere yapılan bir takım mekanik testler ve mikro incelemeler ile denetlenmiştir. İnsörtlerin; tahribatlı darbelere karşı emilen enerji üzerindeki etkilerini görmek için Charpy darbe testi uygulanmış ve sonuçları monolitik (insörtsüz) numunelerin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bunun yanında, tekrarlı ve tahribatsız darbelerin yer aldığı gerçek mekanizma parçalarındaki dinamik yüklere karşı dayanıklılığını test etmek amacıyla; bir piyade tüfeğinin kritik bir parçası, bu metot ile üretilerek silahta denenmiştir. Tüm bu mekanik testler; paralel olarak, dinamik sonlu elemanlara analizleri ile bilgisayar ortamında simule edilmiş ve insörtlerin mekanik etkileri incelenmiştir. Ayrıca, insört ve basınçlı döküm alaşımının oluşturduğu ara yüzey; metalurjik etkileşimleri, döküm parametrelerin etkilerini ve hataları görebilmek amacıyla mikroskobik incelemeye tabi tutulmuştur.Çalışma sonucunda; insertlerin, basınçlı döküm ile üretilmiş parçaların darbe tokluğunu ve dayanımını ciddi miktarda arttırdığı görülmüştür. Döküm parametrelerindeki gerekli ayarlamalar ve doğru malzeme seçimi ile insörtlü basınçlı döküm teknolojisinin endüstriyel çapta kullanılabileceği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
High Pressure Die Casting (HPDC) is low-cost technique for the mass production of complex, non-ferrous parts. Despite its benefits such as dimensional accuracy, surface quality and high production rate; some mechanical drawbacks limit use of HPDC in production of critical parts especially under dynamical loads.This study aims to improve impact resistance and surface hardness of die cast parts by means of tool steel inserts. These inserts act as a barrier between the impactor and die casting alloy, in order to avoid surface deformation and reduce stress localization which leads crack formation. Except the impact surface, whole insert is embedded into the die casting alloy by placing them on specially machined die casting molds prior to the metal injection.The mentioned method was evaluated by mechanical test and micro-examinations which were applied on AISI D2 tool steel inserted A518.0, A413.2 and Zamak5 alloy samples. To see the effect of inserts on energy absorbance under single destructive loads, both monolithic (conventional) and inserted (produced by mentioned technique) samples were subjected to Charpy impact test. In order to observe its behavior under non-destructive, cyclic, low velocity impacts; a dedicated real rifle part was produced by this method and tested in the real service loads. Explicit Finite Elemental Analysis was also carried out to understand how the inserts increases the energy absorbance and protect the die cast body by simulating both destructive and non-destructive impact loads. In addition to these, micro-examinations were also conducted especially on insert-die casting alloy interface for chemical and physical interactions, defects and stability.In regards of experimental findings, mechanical feasibility of the method was achieved. It was proved that steel inserts improve energy absorbance, stress distribution and impact-surface hardness of die cast products.
Benzer Tezler
- Alaşım elementlerinin çinko alüminyum esaslı ZA 8 alaşımının sertlik ve darbe direncine etkisi
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN BELKIS
- Characteristics of cold sprayed titanium based coatings
Soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle üretilmiş titanyum esaslı kaplamaların karakteristiği
AHMET HİLMİ PAKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Plazma spreylenmiş Cr3C2-NiCr ve Al203-TiO2 kaplamaların abraviz aşınma davranışlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
UĞUR PAMUK
- Taban malzeme ile emaye kaplama arasındaki difüzyon mekanizmasının araştırılması ve düşük metal migrasyonuna sahip emaye geliştirilmesi
Investigation of diffusion mechanisms at substrate enamel interface and development of new enamel surface with low metal migration
ÖZGE IŞIKSAÇAN
Doktora
Türkçe
2020
Besin Hijyeni ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- 7075 alüminyum alaşımında basamaklı yaşlandırma ile özelliklerini kontrol imkanları
Possibilities of controlling the properties of 7075 aluminium alloy with step aging process
EMİR ERDAL YÜKSEL