Yarı katı döküm yöntemi ile alüminyum alaşımından sızdırmazlık parçası üretimi
Production of aluminum alloy sealing part by semi-solid die casting method
Yazar: YÜSEİN ALİ
Danışman: PROF. DR. ANIL AKDOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Basınçlı döküm = Pressure die casting ; Hiperötektik alaşımlar = Hyperutectic alloys ; Porozite değişimleri = Porosity changes ; Sızdırmazlık elemanları = Sealing materials ; Ötektik alaşımlar = Eutectic alloys

Özet:
Alüminyum yeryüzünde en çok bulunan metal olmakla birlikte; zehirleyici veya manyetik olmaması, kolay geri dönüştürülebilmesi, düşük yoğunlukta yüksek mukavemet değeri göstermesi ve birçok üretim yöntemi ile birlikte kullanıma uygun olması sebebiyle her geçen gün üretim sahasında kendine daha fazla kullanım alanı bulmaktadır. Bunun yanı sıra çeşitli metaller ile alaşımlandırılarak son derece yumuşak bir metal olan saf alüminyumun mekanik özellikleri kayda değer ölçüde iyileştirilebilir. [1]
Yüksek Basınçlı Döküm (YBD) düşük ergime sıcaklığına sahip demir dışı metallerin üretiminde yaygın olarak tercih edilen bir prosestir. Özellikle nispeten karmaşık şekilli parçaların son şekle yakın ve yüksek hacimli üretimi için uygundur. Bu yöntemde sıklıkla tercih edilen Alüminyum-Silisyum-Bakır alaşımları otomotivden havacılığa birçok sektörde kendine kullanım alanı bulur. Gelişen teknoloji ile birlikte yüksek basınçlı döküm teknolojisinin kullanım alanı önemli ölçüde artmış, üretilen parça çeşidi ve çevrim sürelerinin kısalmasıyla yıllık bazda üretilen parça adedi dikkate değer miktarlara ulaşmıştır.
Bu çalışmada ötektiküstü silisyum değerine sahip bir Alüminyum-Silisyum-Bakır alaşımının, gaz kaynaklı kısmi yarı katı döküm yöntemi ile soğuk kamaralı yüksek basınçlı döküm makinesi kullanılarak üretimi gerçekleştirilmiş ve sonuçlar radyografi ve mikroyapı görüntüleri ile desteklenmiştir.
Yapılan çalışma sonucunda gaz kaynaklı yarı katı döküm yönteminin uygulandığı parçaların mikroyapısı korunurken, çekme boşlukları başta olmak üzere, pek çok döküm probleminin aşıldığı görülmüştür. Bununla birlikte bekletme potasının sıcaklığı düşürülerek enerji tasarrufu sağlanmış ve yine sıcaklık farkına bağlı olarak uzun vadede kalıpta meydana gelecek olan ısıl yorulma çatlakları ertelenecek ve kalıp ömründe artış olacaktır.

Abstract:
Aluminum is not only the most abundant metal on earth but also it is not poisonous or magnetic, easily recyclable, showing high strength value at low density and being suitable for use with many production methods. That's why it finds more and more usage areas in the production field day by day for itself. In addition, the mechanical properties of pure aluminum, which is an extremely soft metal, can be significantly improved by alloying with various metals.
High Pressure Die Casting (HPDC) is a widely preferred process for the production of non-ferrous metals with low melting temperatures. It is particularly suitable for close-to-finish and high-volume production of relatively complex shaped parts. Aluminum-Silicon-Copper alloys, which are frequently preferred in this method, find themselves in many sectors from automotive to aviation. With the developing technology, the usage area of high pressure die casting technology has increased significantly, produced part types and the number of parts produced on an annual basis has reached remarkable amounts with the shortening of cycle times.
In this study, an Aluminum-Silicon-Copper alloy with supra-eutectic silicon value was produced by gas-induced semi-solid die casting method using a cold chamber high-pressure casting machine, and the results were supported by radiography and microstructure images.
As a result of the study, it was observed that many casting problems, especially shrinkage gaps, were overcome, while the microstructure of the parts on which the gas induced semi-solid die casting method was applied was preserved. In addition, energy saving is achieved by lowering the temperature of the holding pot, and thermal fatigue cracks that will occur in the mold in the long term depending on the temperature difference will be delayed and the mold life will increase.