A360 alüminyum alaşımının basınçlı dökümünde enjeksiyon parametrelerinin teorik ve deneysel incelenmesi
Theoric and experimental analysis of injection parameters in the die-casting of A360 aluminum composite
Yazar: TURGUT ÖZMEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT KORU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Enerji = Energy

Özet:
Basınçlı döküm metodunda, döküm prosesi boyunca değişen dinamik (enjeksiyon hızı, enjeksiyon basıncı, vakum uygulaması vb.) ve termal (kalıp, döküm sıcaklığı vb.) parametreler ürünün boyutsal hassasiyetini, mekanik ve metalürjik özelliklerini belirleyen en önemli parametrelerdir. Her bir enjeksiyon çevrimi için optimum parametrelerin doğru belirlenebilmesi endüstride çok geniş bir alanda uygulama alanına sahip alüminyum enjeksiyon için önemlidir. Bu nedenlerle basınçlı döküm prosesinde üretim parametrelerini belirlemeye yönelik çalışmaların yapılması önemlidir.   
Basınçlı döküm prosesi simülasyon programları (Flow-3D, Magmasoft, Vulcan vb.) kullanılarak analiz edilebilmektedir. Bilgisayar ortamında farklı termal, dinamik parametreler ve vakum durumu birlikte değerlendirilerek ideal üretim şartları belirlenebilmektedir. Simülasyon programı ile belirlenen ideal parametrelerin deneysel olarak ispatı önemlidir. Bu tezde hem simülasyon hem de deneysel çalışmalar için farklı parametreleri içeren analizler yapılmıştır. Teorik ve deneysel çalışmalar; 983 ve 1053 K döküm sıcaklığı, 373-433-493 ve 553 K kalıp sıcaklığı, 100-200 bar enjeksiyon basıncı, 1.7-2.5 m/s enjeksiyon hızı ve vakumlu-vakumsuz şartlarda tekrarlanmıştır. Flow-3D Simülasyon programından farklı parametrelere bağlı olarak, dolum süreleri, dolum hızları, katılaşma süreleri, sıcaklık dağılımı, son hava ve mikro porozite değerleri elde edilmiştir.  Bu sonuçlarda dikkate alınarak tüm parametreler için deneyler 200 ton kapasiteli soğuk kamaralı döküm makinesi ile vakum-vakumsuz şartlarda en az beş numune olmak kaydıyla tekrarlanmıştır. Elde edilen ürün yarı-mamul bir üründür dolayısıyla ikincil bir işleme tabi tutulmadan doğrudan çekme test cihazında test edilmiş ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. 
Sonuç olarak; A 360 alüminyum alaşımı ve silindirik geometriye sahip H13 kalıp çeliği kullanılarak yapılan yüksek basınçlı döküm prosesi için ideal termal ve dinamik parametreler; 553 K kalıp sıcaklığı, 983-1053 K döküm sıcaklığı, 1.7 m/s ikinci faz hızı, 200 bar enjeksiyon basıncı ve vakumlu parametreler olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In the pressure casting method, dynamic (injection speed, injection pressure, vacuum etc.), and thermal (mold, casting temperature, etc.) parameters varying for casting process are the most important parameters to determine the dimensional precision of the product, mechanical and metallurgical properties. To determine the optimum parameters accurately for each injection cycle is important for the aluminum injection which has a wide range of application in industry. Thus it's important to make studies to determine the parameters of die- casting process.
Die casting process can be analyzed using simulation programs (Flow-3D, Magmasoft, Vulcan etc). Different thermal, dynamic parameters and vacuum conditions are evaluated together and ideal production conditions can be determined. The experimental proof of ideal parameters determined with the simulation program is important. In this thesis, analyzes were performed with different parameters for both simulation and experimental studies. Theoretical and experimental studies are repeated in vacuum and non-vacuum environments with respect to 983 and 1053 K casting temperature, 373-433-493-553 K mold temperature, 100-200 bar injection pressure, 1.7-2.5 m/s injection speed. Filling time, filling speed, solidification time, temperature distribution, the last air and micro porosity values depending on different parameters are obtained from Flow-3D simulation program. Considering these results, at least five samples of tests for all parameters are repeted in vacuum and non-vacuum conditions with a capacity of 200 tons of cold-chamber die casting machine. Obtained product is a semi-finished product; thus was tested directly in a tensile testing machine without being subjected to a secondary processing and mechanical properties were determined.
As a result; ideal thermal and dynamic parameters for A360 aluminum alloy and high-pressure casting process using H13 mold having cylindrical geometry are determined as 553 K mold temperature, 983-1053 K casting temperature, 1.7 m/s secondary phase rate, 200-bars injection pressure and vacuum applied parameters.