Otomotiv pres kalıplarının bimetal döküm tekniği ile tasarımı ve üretimi
Design and production of automotive press molds with bimetal casting technique
Yazar: ORHAN ÇAKIR
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ÖZEL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bimetal üretim tekniklerinin gelişmesi ile farklı mekanik ve fiziksel özelliklere sahip malzemelerin iyi bir arayüzey-bağ kombinasyonu ile birleştirilmesi sağlanmıştır. Günümüzde bimetal uygulamaları radyatörlerde, mil yataklarında, motor başları contalarında, kağıt sanayi kesme takımlarında, metal, ağaç, tekstil, yiyecek endüstrilerinde, mutfak eşyalarında, ısı değiştiricilerde, maden sanayinde kullanılan kırıcılarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Farklı malzemelerin birleştirilmesi için kullanılan işleme, kaynak, montaj, perçin, v.b yöntemler çoğu zaman karmaşık şekilli ve birbirinden metalurjik özellikler bakımından çok farklı malzemelerin birleştirilmesini mümkün kılmamaktadır. Maliyet açısından düşünüldüğünde ise iki veya daha fazla malzemenin tek bir yöntemle tek seferde birleştirilmesi pek çok operasyonun yapılma gereksinimini ve zorluğunu ortadan kaldırması açısından büyük kazançlar sağlamaktadır.Bu çalışmada, son yıllarda çok yaygın olarak özellikle otomotiv sektöründe kullanılan sac şekillendirme pres kalıplarının klasik yöntemde farklı zamanlarda dökülerek daha sonra montajı yapılan çelik ve dökme demir parçalarının, köpük model ile dolu kalıba döküm tekniği kullanılarak, bimetal olarak tek parça halinde üretilmesi amaçlanmıştır. Bu yöntemin uygulanmasında ve tasarımında döküm simulasyon programı ve CAD katı model programları kullanılmıştır. Yapılan bimetal döküm sonucunda bimetal arayüzeyinin mikroyapısı SEM, ve optik mikroskopla incelenmiş mekanik testler ile de mekanik özellikleri incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda dökme demir ve çelik malzemelerinin bimetal döküm yöntemi iyi bir metalurjik bağ ile arayüzeyde birleştiği görülmüş ve işleme, montaj gibi ilave operasyonları ortadan kaldırdığı için otomotiv pres kalıbı üretim maliyetlerinde % 30 oranında azalma sağlanmıştır.Anahtar kelimeler: Dolu kalıba döküm, bimetal, tasarım, döküm simulasyonu, CAD katı modelleme, SEM, mikroyapı, optik mikroskop

Abstract:
Joining of the materials that have different mechanical and physical properties, with a good interface ? bond combination, has been achieved by the development of the bimetal production techniques. Nowadays, bimetal applications are being used frequently in the radiators, mill bearings, engine head gaskets, cutting tools of paper industry, metal, wood, textile, food industries, kitchen tools, heat exchangers, crushers of the mining industries. Methods of joining different materials like machining, welding, assembling, rivets, etc. are generally make it possible to join the complex shapes or materials that have completely different metallurgical properties. In the view of economy, joining of two or more materials in one method at one step has very big profit because they had eliminated many operations and their difficulties.The aim of the Project is to produce the sheet metal press molds, which are used in automotive industry, as a bimetal casting in one part using the full mold technique that had been used to produce by assembling the two steel and gray cast iron parts that were casted in different times. In the application and design of this method casting simulation and CAD solid model programs have been used. Interface microstructure of the bimetal had been investigated by SEM and optic microscopes and the mechanical properties had been tested too. As a result of this process, it has been seen that steel and cast iron materials have been successfully bonded in the interface and automotive press mold production costs has been reduced up to 30% by eliminating the additional processes like machining and assembling.Keywords: Full mold casting, bimetal, design, casting simulation, CAD solid model, SEM, optic microscop