Vibrasyon altında soğutma plakasında (cooling slope) döküm prosesiyle etıal 160 alaşımından tiksotropik karakterde malzeme üretimi özelliklerinin incelenmesi
Manufacturing of thioxtropic material from etial 160 alloy by cooling slope casting process under vibration and the investigation of its characteristics
Yazar: SİMGE GENÇALP
Danışman: DOÇ. DR. NURŞEN SAKLAKOĞLU
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yarı-katı halde şekillendirme, karmaşık şekilli parçaların daha az sayıda adımda ve daha düşük maliyetlerle üretilmeleri için cazip bir yöntemdir. Hammadde olarak katı metalleri (dövme) veya sıvı metalleri (döküm) kullanan geleneksel işlemlerden farklı olarak; yarı-katı halde şekillendirme işlemi, yarı-katı durumdaki malzemeleri şekillendirir ve hammadde üretimi, tekrar ısıtma ve şekillendirme olmak üzere üç ana prosesten oluşur. Bu çalışmada yarı-katı halde şekillendirmenin üç basamağıda ETIAL 160 (A380) alüminyum alaşımı için uygulanmıştır. Eşeksenli ve ince rozet taneli bir mikroyapının (tiksotropik olarak adlandırılır) üretilmesi yarı-katı halde şekillendirme sürecinin ilk işlemini oluşturur. Bu tür bir yapının oluşturulması için eğimli soğutma plakasından döküm işlemi uygulanmıştır. Döküm işlemi hem sabit bir plakadan hem de titreşim frekansına maruz kalan plakadan yapılmıştır. Ayrıca gravite döküm yöntemi ile de üretim yapılmıştır, aynı zamanda gravite döküm yapılan sabit kalıp da titreşim frekansına maruz bırakılmıştır. Döküm sıcaklığının ve titreşimin tiksotropik yapı oluşumu üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yeniden ısıtma işleminde, dökülen kütükler indüksiyon fırını kullanılarak yarı-katı sıcaklık aralıklarında kısmen eritilmiş ve bu sıcaklıklarda bazı bekleme sürelerine tabi tutulmuşlardır. Isıtılan kütüklerde mikroyapısal evrimi, sertlikleri ve tane analizleri gözlemlenmiştir. Üçüncü basamak olan şekillendirme işleminde, dökülen kütükler ikinci basamakta uygulaması yapılmış sıcaklıklara tekrar ısıtılıp, özel olarak tasarlanmış kalıpta yarı-katı halde şekillendirilmişlerdir. Şekillendirilmiş örneklerin dış görünüşleri ve kalıbı doldurma kabiliyetleri incelenmiştir. Tiksotropik hammaddenin doğasında olan düşük vizkozite özelliğinden yararlanmak amacıyla şekillendirme işlemi literatürde uygulanan kuvvetlere oranla daha düşük yükler altında, yüksek hızlarda gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Thixoforming is an attractive process for the manufacture of complex parts with substantial savings of time and cost. Different from the conventional metal forming technologies which use either solid metals (forging) or liquid metals (casting) as starting materials, thixoforming deals with semi-solid slurries Thixoforming is composed of three main processes, i.e. thixotropic feedstock production, reheating, and thixoforming. In this study, three steps of the thixoforming process were carried out for A380 alloy. The production of a fine, equiaxed, rosette microstructure (often referred to as ?thixotropic) is a must for the success of the thixoforming process. In the first step, cooling slope (CS) casting process was carried out to obtain such a feedstock. The casting process was realized from both a constant inclined plate and a inclined plate under vibration. Moreover, the production was also carried out gravity casting, at the same time, the constant mold employed gravity casting was exposed to vibration frequency. The effect of casting temperature and vibration on the formation of thixotropic microstructure were investigated. In the reheating step, as-cast billets were partially remelted at semi-solid temperature intervals and isothermally held for suitable durations with an induction furnace in order to observe the microstructural evolution, hardness and grain analysis. In the forming step of the process, as-cast billets were inductively reheated to the temperatures practiced in the second step and then thixoformed between dies. External appearances and capability of the filling mold of the thixoformed samples were investigated. In order to use the advantage of low viscosity presented in the thixotropic feedstocks, thixoforming was performed with lower press loads comparing to the loads and lower press speed used in literature.