Yüksek basınçlı döküm prosesinde enjeksiyon parametrelerine bağlı olarak döküm simülasyonu
Casting simulation of high pressure die casting process depending on injection parameters
Yazar: ORHAN SERÇE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT KORU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Basınçlı döküm metodunda, döküm prosesinin dinamik (enjeksiyon hızı ve faz başlangıç noktaları), termal (kalıp sıcaklığı ve döküm sıcaklığı) ve kalıp yüzey pürüzlülüğü parametrelerinin dökümü gerçekleştirilen ürünün kalitesine doğrudan etki ettiği bilinen bir gerçektir. Bu sebeple en doğru parametrelerin belirlenmesi ve uygun parametreler ile döküm işleminin gerçekleştirilmesi kaliteli ürün üretmek için önemlidir. Bu amaçla simülasyon programlarından yararlanılmaktadır. Döküm simülasyon programları kullanılarak, döküm işlemini gerçekleştirmeden farklı parametrelerle simülasyon işlemleri yapılarak en uygun tasarımın belirlenmesinin yanı sıra döküm dinamik ve termal parametrelerinin belirlenmesi işlemi de gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, basınçlı döküm ile üretim yapan bir firmadan temin edilen dişli kutusu parçasını modellenerek gerekli simülasyon işlemleri tamamlanmıştır. Böylece en uygun döküm dinamik ve termal parametrelerinin belirlenmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Enjeksiyon hızı olarak birinci faz hızı 0.4 m/s, ikinci faz hızları ise 1 m/s, 3 m/s ve 5 m/s olmak üzere üç farklı parametre kullanılmıştır. Ayrıca ikinci fazın başlangıç noktası da iki farklı şekilde seçilerek etkisi incelenmiştir. Simülasyon işlemleri ikişer farklı kalıp ve döküm sıcaklığında yapılmıştır. Kalıp sıcaklığı olarak 423 K ve 573 K, döküm sıcaklığı olarak ise 953 K ve 1053 K değerleri seçilerek simülasyon işlemleri tekrarlanmıştır. Ayrıca kalıp yüzey pürüzlülüğü olarak simülasyon programından pürüzsüz (low) ve pürüzlü (high) değerleri seçilmiş ve bu parametrelere bağlı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca simülasyon işlemleri ikinci bir döküm programı ile tekrarlanarak elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Toplamda farklı döküm parametrelerinde 72 adet simülasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu simülasyonların soğuk birleşme, son hava, dolum süresi, katılaşma süresi, dolum hızları, makro ve mikro porozite sonuçları analiz edilerek en uygun döküm parametreleri belirlenmiştir. Bu çalışmada belirlenen optimum parametreler, ikinci fazın başlangıcı dolum ağzında olacak şekilde hızı 2 m/s, döküm sıcaklığı 1053 K ve kalıp sıcaklığı 573 K şeklindedir

Abstract:
In high pressure die casting method, dynamic parameters (injection velocity and phase change points), thermal parameters (mold temperature and casting temperature) and mold surface hardness is effect quality of casting product. Therefore determine of right parameters is important for quality products. To this end simulation programs are used for it. It can be possible to determine casting dynamic parameters, thermal parameters and optimum runner design without casting with casting simulation programs. In this study, gearbox model is used for casting simulation. Simulations were performed and optimum dynamic and thermal parameters selected for this model. In simulations process as used machine piston velocities for first phase 4 m/s and for second phase three different velocity (1, 3, 5 m/s) for dynamic machine parameters. Also two different start points selected for second phase. As thermal parameters two different mold temperatures (423, 573K) and two different casting temperatures (953, 1053K) are used. In addition to these parameters two different type mold surface hardness (low and high) are used. Also these simulation operations are repeated at second simulation program. In total 72 different simulations were performed. These simulations front meeting, last air, filling time, solidification time, filling velocities, macro and micro porosity results were analyzed and optimum casting parameters are determined. In these study we determined the optimum parameters and these parameters are second phase start at filling mouth and 2 m/s velocity, casting temperature 1053 K, mold temperature 573 K.