Sac ve kalıp malzemeleri için modüler sürtünme ve aşınma test cihazı tasarımı
Design of modular friction and wear tester for sheet and mold materials
Yazar: YASİN DOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. ALPAY TAMER ERTÜRK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Kuru sürtünme = Dry friction ; Sac metal presi = Sheet metal press ; Sac-metal = Sheet-metal ; Sürtünme aşınması = Abrasive wear ; Çekme kalıpları = Drawing dies

Özet:
Sac metal şekillendirme yöntemi ile ilgili prosesleri seri üretim şartlarına uygun olduğu ve hassas toleransta yüksek adetlerde ürün üretilebildiği için beyaz eşya sektöründen otomotiv sektörüne, uzay ve havacılık sektöründen, savunma sanayine kadar birçok alanda tercih edilmektedir. Sac metal seri üretim prosesleri kesme, bükme, derin çekme, gererek şekillendirme ve hidroforming olarak sıralanabilmektedir.

Sac metal şekillendirme, seri imalat yöntemi sac parçanın kalıp ile şekillendirilmesi ile gerçekleşmektedir. Sac parçaya şekil verme işlemi yapılırken kalıp ve sac parça arasında sacın direnç sağlaması sonucunda sürtünme kuvvetleri oluşmaktadır. Rölatif hareketler ve temas sonucunda yüksek üretim adetlerinde belirli bir süre sonra kalıp yüzeylerinde aşınmalar meydana gelmesi sonucu üretim performansı ve ürün kalitesini büyük oranda etkilemektedir. Özellikle derin çekme ya da form verme proseslerine bakıldığında kalıplarda meydana gelen yüksek şekillendirme kuvvetleri nedeniyle kısa bir süre sonra aşınmanın gerçekleşmesi beklenmektedir. Kalıpların performanslarının arttırılarak işlem kalitesini yükseltmek ve aşınmayı engellemek için kalıp malzemesi seçimi, kalıp üzerinde yapılan her bir işlem (yüzey işleme, ısıl işlem, yüzey sertleştirme, kaplama) büyük öneme sahiptir.

Bu tez çalışması kapsamında sac metal şekillendirme proseslerinden form verme işlemine etki eden değişkenlerin ve form verme kalıplarına yapılan yüzey işlemlerinin performans etkisinin sonuçlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Kalıpların mekanik ve yüzey özelliklerini büyük oranda etkileyen kaplamalar ele alınmıştır. 1. 2379 (X153CrMoV12) 2. Dag Magic 3. Sld Magic soğuk iş takım çeliğine ısıl işlem ve yüzey işlemleri uygulandıktan sonra numune üzerine çeşitli kaplamalar yapılarak aşınma ve sürtünme performansları değerlendirilmiştir. Değerlendirmesi yapılan kaplamalar daha sonra form verme kalıplarına uygulanarak deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir.

Abstract:
The metal forming process using sheet metal is preferred in many industries, including the automotive sector, aerospace and defense industry, and white goods sector, due to its ability to produce high quantities of products with precise tolerances under serial production conditions. The sheet metal production processes for serial production can be categorized as cutting, bending, deep drawing, stretch forming, and hydroforming.

Sheet metal forming in serial production involves shaping the sheet metal using a die. As the sheet metal is shaped, friction forces occur between the die and the sheet metal due to the resistance of the metal. Over time, relative movements and contact cause wear on the die surfaces, greatly affecting production performance and product quality in high-volume production runs. Especially in deep drawing or forming processes, wear is expected to occur shortly due to the high shaping forces exerted on the die. The selection of die material, surface treatments, heat treatments, surface hardening, and coatings are of great importance to enhance the performance of the dies and improve the processing quality while preventing wear.

This thesis aims to examine the variables affecting the sheet metal forming process, specifically the forming process, and the impact of surface treatments on forming dies. Coatings that greatly affect the mechanical and surface properties of the dies were discussed. After heat treatment and surface treatments were applied to the cold work tool steel 1. 2379 (X153CrMoV12), 2. Dag Magic, and 3. Sld Magic, various coatings were applied to the samples to evaluate their wear and friction performance. The coatings evaluated were then applied to forming dies and analyzed experimentally and numerically.