Basınçlı dökümde kalıp hasarına etki eden parametrelerin araştırılması
Invesigation of parameters affecting die damage in high pressure die casting
Yazar: İBRAHİM FIRAT BALKAYA
Danışman: PROF. DR. FERHAT GÜL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, alüminyum basınçlı dökümünde kalıp hasar mekanizmaları ve buna etki eden unsurlar araştırılmıştır. Deneysel çalışmada, basınçlı döküm kalıp davranışının simüle etmek amacıyla AlTiN, CrN ve CrN-AlTiN gibi PVD yöntemiyle kaplanmış H13 çeliği numuneler, nitrürlenmiş H13 ve Ç1020 çeliği kullanılmıştır.  Kaplamasız ve AlTiN, CrN ve CrN-AlTiN kaplamalı numuneler birbirleri ile kıyaslanmıştır. Deneysel çalışma başlamadan önce döküm şartlarını simüle etmek adına bir deneysel düzenek yapılmıştır. 5 mm çap ve 100 mm boya sahip özdeş numuneler farklı sıcaklık ve sayılarda önce ergiyik metale, akabinde 100°C'lik sıcak suya olmak üzere döngüsel olarak daldırılmış ve numune yüzeyindeki hasar incelenmiştir. Bu incelemeler önce kaba olarak gözle, daha sonra stereo mikroskopta yapılmıştır. Son olarak, hassas kesim makinesiyle kesilen numuneler parlatılarak stereo mikroskop altında mikroyapı kıyaslaması yapılmıştır. Kaplamalı numuneler için ileri inceleme taramalı elektron mikroskobu altında yapılmıştır. Kaplamasız Ç1020 numunelerin yüzey dayanım ömrünün oldukça kısa olduğu, PVD yöntemiyle kaplanmayan tüm H13 numunelerinde nispeten uzun ömürlü olmalarına rağmen, yetersiz oldukları görülmüştür. PVD kaplanmış H13 numunelerin başarılı yüzey dayanımı sergiledikleri gözlenmiş, yüzey pürüzlülüğü nispeten fazla olan AlTiN-CrN (multilayer) kaplamanın en başarılı kaplama olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, damage mechanisms and affecting factors in dies used for aluminium die casting were investigated. In the experimental study, coated H13 steel samples like AlTiN, CrN, and CrN-AlTiN by PVD were used for extending the lifetime of samples to simulate of behavior of presure casting die. coated with AlTiN, CrN, and CrN-AlTiN, nitrided H13 and AISI 1020 steel were used. The samples uncoated and coated with AlTiN, CrN, and CrN-AlTiN were compared with each other. Before starting experimental study, experimental set-up is designed to simulate casting conditions. Identical samples which have 5 mm diameters and 100 mm lengths are cyclically dipped into the melted alloy and then into 100oC degree hot water. And damage on sample surface is examined. These examinations were made first roughly in macro scale and followed by a stereo microscope. Finally, samples which are divided into sections by fine cutting machine were polished and comparison of microstructure was done under optical microscope. Further examination for coated samples were made under SEM (Scanning Electron Microscope). The results showed that non-coated AISI 1020 sample's lifetime of surface resistance was rather short and the H13 sample that was non-coated was relatively long-lived but they didn't showed sufficient lifetime. It was also observed that H13 samples coated by PVD shows successful surface resistance and that AlTiN-CrN (multilayer) coating is the most successful coating.