Metal talaşlarının sıkışma kabiliyetlerinin farklı kalıp geometrilerinde teorik ve deneysel araştırılması
Theoretical and experimental investigation of the compression capability of metal chips in different mold geometries
Yazar: SUAT KOÇOĞLU
Danışman: PROF. DR. KEMAL YILDIZLI
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Basma deneyi = Compression test ; Briketleme = Briquetting ; Deneysel analiz = Experimental analysis ; Metal talaşları = Metal chips ; Sıkıştırma = Compression

Özet:
Geri dönüştürülecek metal talaşları, ergitmeden önce şarj kalitesini arttırmak, depolama ve lojistik faaliyetlerini kolaylaştırmak için dairesel kalıplarda sıkıştırılarak briket haline getirilir. Bu çalışmada, farklı kalıp geometrilerinin AISI 1040, AA7075 ve Ms62 talaşlarının sıkışma kabiliyeti üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Kalıp geometrisi, talaş boyutu, talaş miktarı ve kuvvet miktarı sıkıştırma işlemini etkileyen faktörler olarak belirlenmiştir. Her bir faktör için 3 seviye uygun görülmüştür. Faktör ve seviye sayısına bağlı olarak Taguchi metodu ile deney tasarımı yapılmıştır. Tasarımda yer alan her bir deney kombinasyonu üçer defa tekrar edilmiş, bu üç tekrarın yoğunluklarının ortalaması alınarak ortalama yoğunluk değerleri bulunmuştur. Regresyon yöntemiyle tüm numune kompozisyonlarına uygun ve kuvvet faktörüne bağlı yoğunluk denklemleri oluşturulmuştur. Hacimsel doluluk oranının en yüksek değerinin, AISI 1040 talaşı için  % 39 ile altıgen kalıpta, AA7075 talaşı için % 19,43 ile kare kalıpta ve Ms62 için % 41,90 değeri ile dairesel kalıpta olduğu bulunmuştur. Denklem oluşturularak elde edilen net basınç değerleri karşılaştırıldığında, dairesel kalıbın kare kalıba göre % 5, altıgen kalıba göre %11 daha iyi sonuç verdiği belirlenmiştir. Ayrıca Abaqus yazılımından elde edilen şekil değiştirme enerjisi verilerine göre en yüksek şekil değiştirme enerjisinin 3090,99 mJ büyüklüğünde ve dairesel kalıpta olduğu görülmüştür.

Abstract:
The metal chips to be recycled are compressed into briquettes in circular molds in order to increase the charge quality and facilitate storage and logistics activities before melting. In this study, the effect of different die geometries on the compaction ability of AISI 1040, AA7075 and Ms62 chips was investigated. Die geometry, chip size, chip amount and force amount were determined as factors affecting the compaction process. Three levels were considered appropriate for each factor. Depending on the number of factors and levels, the experimental design was made with the Taguchi method. Each combination of experiments in the design was repeated three times, and the average intensity values were found by taking the average of the intensities of these three repetitions. With the regression method, density equations suitable for all sample compositions and depending on the force factor were created. It was found that the highest value of the volumetric fill rate was found in the hexagonal mold with 39% for AISI 1040 chips, in the square mold with 19.43% for AA7075 chips and in the circular mold with a value of 41.90% for Ms62.When the net pressure values obtained by creating the equation were compared, it was determined that the circular mold gave 5% better results than the square mold and 11% better results than the hexagonal mold. In addition, according to the strain energy data obtained from the Abaqus software, it was observed that the highest strain energy was 3090.99 mJ in the circular mold.