Eşit kanallı açısal presleme kalıplarının geliştirilmesi ve alüminyum malzemede uygulanması
Development of equal channel angleal pressing mold and applied to aluminum material
Yazar: ÖMER FARUK KAHRİMAN
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN EROL AKATA
İstanbul Aydın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
1970'den beri uçak, otomotiv, medikal ve pek çok sektörde alüminyum kullanımı artmıştır, böylece hayatımızda daha fazla yer almıştır. Alüminyumun kullanım sıklığının artması uzmanları bu konuda daha fazla çalışma yapmaya yöneltmiştir. Bu çalışmalarda Alüminyumun atomik yapısını küçülterek dayanıklılığını arttırmak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Eşit Kanallı Açısal Presleme (EKAP) yöntemine önem verilmiştir.
Bu çalışmada ise ilk olarak bu zamana kadar yapılan Eşit Kanal Açısal Presleme (EKAP) yöntemi ve kalıpları incelenmiş, günümüze kadar gelen EKAP prosesinde ki sorunlar ve kalıbın problemleri analiz edilmiştir. Çalışmamızda kullanılan kalıp soğuk basmada oluşan problemler, zaman kaybı ve diğer aksaklıkların giderilmesi için tasarlanmıştır.
CNC torna, freze, düz ve silindirik metal taşlamalar ve ısıl işlemlerle birlikte kalıbın imalatı günümüze kadar yapılanların aksine farklı bir dizayn barındırmaktadır. İç içe geçen kalıp dizaynı, çekirdek ve dış kalıbın belirli bir eğimle birbirine kenetlenerek kalıbın 360° sıkması için yapılmıştır. Aynı zamanda çekirdek kalıbın 4 parçası birbirini tamamlayarak kalıbın 90° bir malzeme yolu oluşturmasını sağlamıştır. Kalıbın dayanımının artması için çekirdek kalıbın malzemesinde 1.2344 imalat çeliği kullanılmış ve ısıl işlem yoluyla 54 HRC sertlik derecesine kadar sertleştirilmiştir. Kalıpta kullanılan dış kalıp 5° ters açı ile çekirdek yüzeyindeki yardımcı parçaları sıkarak presleme esnasındaki kalıbın tek parça gibi olmasını sağlamıştır. Kalıbın üst ve alt kapakları çekirdek kalıbın sıkılması ve çıkarılması esnasında oluşacak herhangi bir olumsuzluğa karşı yapılmıştır. Çıkarma pimleri ve aparatları yoğun bir kuvvet altında sıkışan kalıbın yine preslemenin uyguladığı kuvvetle serbest kalmasına yardım etmektedir.
Çalışmamızda yeni bir EKAP kalıbı imal etmek amaçlandığı için, tasarım öncelikle oyun hamuru ile denenmiştir. Bu aşamada herhangi bir problem ile karşılaşılmamış ve çalışmanın devamında 6063 Alüminyum kullanılmıştır. Alüminyum ile ilk basımda dakikada 2 mm ilerleme test edilmiş ve olumsuz bir sonuç ortaya çıkmamıştır. Bir sonraki adımda dakikada 10 mm ilerleme ile seri şekilde basıma devam edilmiştir. Sonuç olarak; 6063 alüminyum malzemede EKAP yönteminden elde edilen numunelerin, artan geçiş sayısına bağlı olarak aşınma direnci, yüzey sertliği ve malzemenin mukavemetinin arttığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
The use of aluminum has increased in aircraft, automotive, medical and many other sectors since 1970. With the increase in usage of aluminum in our life, more studies have been conducted on it. These studies intended to increase the durability of aluminum by reducing its atomic structure. Equal Channel Angular Pressing (ECAP) has also been emphasized in order to complete this insufficiency.
In this study, Equal Channel Angular Pressing (ECAP) method and molds made up to this time were investigated. By looking at the problems in the ECAP molds and the problems of the mold, problems caused by cold pressing, designed to eliminate time lost and other troubles.
CNC turning and milling, Contrary to flat and cylindrical metal grindings and heat treatment, the production of the mold is different to the day-to-day construction. The design of the passing mold was made for 360° compression of the mold by interlocking the core and the outer mold with a certain inclination. At the same time, the four pieces of the core mold complement each other, allowing the mold to form a material path of 90°. To increase the resistance of the mold, 2344 manufacturing steel was used as the core mold material and 24-hour heat treatment was applied. The outer mold used in the mold is made to be a single piece of mold during pressing by squeezing the auxiliary parts on the core surface with a reverse angle of 5°. The top and bottom covers of the mold are made to resist any adverse effects that may occur during squeezing and removal of the core mold. The ejection pins and apparatus help to forcefully release the mold which is pressed under a heavy force.
In this study, we tried a new design pattern firstly with silly putty which gave good results. Later it was tried using 6063 Aluminum alloys, with a 2-mm advance per minute. Printing with aluminum proceeded in rapid succession with a progress of 10-mm per minute when the first printing was not troublesome. As a result; In the 6063 aluminum material, the wear resistance values of the samples obtained by the ECAP method increased with each increasing number of transition.