DC01 çeliğinin artışlı şekillendirilebilirlik özelliklerinin incelenmesi
Investi̇gati̇on of i̇ncremental formabi̇li̇ty properti̇es of DC01 steel
Yazar: HİKMET SADİ MÜFTÜOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ELİF MALYER
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Soğuk haddelenmiş, emaye gerektirmeyen çekme ve derin çekme işlemlerinde kullanılan DC01 sac metal malzemenin soğuk şekillendirme ile mekanik özelliklerinin iyileştirilebildiği bilinmektedir. Bu malzemeler sıklıkla otomotiv endüstrisinde, beyaz eşya ve mutfak eşyası imalatında kullanılmaktadır. Kullanılan malzeme ne olursa olsun çekme ve derin çekme gibi sac metal şekillendirme işlemlerinde üründen beklenen en önemli özellik ölçüsel tamlık ve yüzey kalitesidir. Sac malzemenin geri esneme özelliğinden dolayı nihai üründen istenilen tamlığın elde edilememesi, şekillendirme esnasında meydana gelen aşırı incelmeden dolayı sacın yırtılması, ürünün istenilen yüzey kalitesinde elde edilememesi bu tür işlemlerde en sık karşılaşılan problemlerdendir. Halen geliştirilmekte olan ve az sayıda üretilecek mamul ya da prototip imalatında, düşük ön yatırım ve kısa üretim zamanı ile oldukça ilgi gören Ardışık Sac Metal Şekillendirme (AŞ) yönteminde de bu problemlerin çoğu gözlemlenmektedir. Genel sac metal şekillendirme işlemleri incelendiğinde takım-sac malzeme temas alanında sürtünmenin azaltılması, aşırı incelme ve kötü yüzey kalitesi gibi sorunları çözdüğü görülmüştür. Bu çalışmanın amacı, imalat sektöründe kullanım alanına sahip 1 mm kalınlığında DC01 çeliklerinin kesik koni şeklinde AŞ ile şekillendirilmesinde takım çapının, takım üzerine uygulanan kaplama tipinin ve yağlama şartlarının nihai üründe görülen incelme problemine etkilerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle çalışmada Ø5, Ø10 ve Ø20 kaplamasız küresel karbür takım kullanılmıştır. Kaplama olarak sac metal kalıplarında sıklıkla kullanılan krom karbo-nitrür , titanyum nitrür ve titanyum alüminyum nitrür kaplama tercih edilmiştir. Yağlayıcı olarak farklı tiplerde çekme-sıvama yağları kullanılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen numuneler 3D lazer tarama işlemi ile taranarak üretilen parçaların CAD dataları elde edilmiştir. Böylece bu datalar üzerinden işlenen geometrinin derinliği, duvar açısı ve kalınlık değişimi ölçülerek farklı işlem parametrelerinin AŞ yöntemi ile şekillendirilen ürünün geometrik tamlığına ve incelme problemine etkileri incelenmiştir. Genellikle; sürtünme katsayısı en büyük olan kaplamasız takım ile yapılan numunelerde geometrik tamlığa ulaşılamamıştır. En iyi geometrik tamlık, yeterli yağlama sağlandığında sürtünme katsayısı düşük olan krom karbo-nitrür  kaplamalı takım ile elde edilmiştir. Kaplamasız takımlarla işlem yapılırken yağlama elemanı olarak da çekme-sıvama yağlarının kullanılmasının avantajlı olduğu görülmektedir. En sağlıklı geometri su karıştırılmayan yağ kullanılarak krom karbür kaplamalı takım ile yapılan numunelerde elde edilmiştir.

Abstract:
Researches about cold-rolled DC01 steel shows that the mechanical properties of sheet metal can be improved by cold forming. These materials are used commonly in the automotive industry and manufacturing household, refrigerator and washing machine. Geometric accuracy and surface quality are the common properties of production in sheet metal forming operations for every material. Springback, thinning and rough surface quality is the major problems in this industry and even Incremental Sheet Metal Forming (ISF) which is forming type still improving have the same problems. Many researchers proved that thinning and surface roughness problems can be solved by decreasing the friction on the contact point of tool and sheet metal. For this aim sufficient lubrication and tool coating can be used. Due to these reasons, DC01 steel sheet metal is used to incremental forming to investigate the formability of the material and the effects of lubrication conditions and tool coating material on forming process in this research. The purpose of this study is determine the effects of tool diameter in shaping the ISF, coating type of tool and lubrication conditions on thinning problems of seen in the final product when the 1 mm thick DC01 steel is forming by ISF in the form of a truncated cone. Therefore, in this study Ø5, Ø10 and Ø20 spherical uncoated carbide forming tools have been used. Chromium carbonitride, titanium aluminum nitride and titanium nitride coating is preferred because these coatings are usually used in steel molds. The different types of drawing-spinning oil have been used as a lubricant. Tests Samples of the parts were obtained from the CAD data generated by scanning the 3D laser scanning.  Thus, it was investigated the effects of different process parameters on the geometric accuracy  of the samples formed by ISF and thinning problems  by using CAD data to measure the geometric depth, wall angle and thickness both formed samples and target geometry. In general, the tool which is uncoated, has the biggest diameter and friction coefficient was failed to reach the geometric accuracy. The best geometric accuracy was obtained with chromium carbonitride coated tools that has the lowest coefficient of friction when provided with adequate lubrication. It is confirmed that using the drawing-spinning oils with uncoated forming tools is advantageous The sample which has the best geometric accuracy is the geometry that was formed by chromium carbide coated tool and with drawing-spinning oil mixed water.