Theses supervised by Prof. Dr. Osman Çulha
11 theses · Manisa Celal Bayar University
Soğuk dövme ve talaşlı imalat yöntemi ile üretilen ray somununun mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Talaşlı imalat, bir malzeme ya da iş parçasının başka bir ekipman yardımı ile yontularak şekillendirilmesi işlemi olarak tanımlanabilir. Bu proses, talaş kaldırma işlemi olarak adlandırılmaktadır. Endüstride, talaşlı imalat ve kesici takımlar kullanılarak birçok parça standartlara göre işlenmekte ve bu şekilde ürün imalatı sağlanmaktadır. Soğuk dövme ya da plastik şekil verme işlemi, hammaddenin, imal edilmesi istenilen tasarım kriterlerine göre şekillendirilmiş bir kalıp içerisinde, itici kuvvet etkisi oluşturan pimler vasıtası şekillendirilmesi işlemidir. Bir enjeksiyon ürünü olan bağlantı kelepçeleri savunma sanayi, otomotiv, raylı sistemler, elektronik ve soğutma gibi birçok farklı sektörde ve değişen atmosferik koşullar altında kullanılmakta olan ürünlerden birisidir. Bağlantı kelepçeleri, plastik enjeksiyon yöntemi ile ya da talaşlı imalat yöntemi ile işlenerek imal edilmektedir. Bu tez çalışmasında ise, LMC Makina Sanayi ve Tic. A.Ş. iş birliği ile birlikte, halihazırda talaşlı imalat ile imal edilen ray somunu iş parçasının, plastik şekil verme yöntemlerinden biri olan soğuk dövme yönteminden yararlanılarak imal edilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında, talaşlı imalat ve soğuk dövme yöntemi ile imal edilen 2 farklı iş parçasının fiziksel ve mekanik özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Çalışmada sırasıyla, ön fizibilite ve etüt çalışmaları, bilgisayar destekli çizim ve tasarım çalışmaları, prototip üretim faaliyetleri, test ve karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda, fiziksel ve mekanik özellikler açısından geliştirilmiş, üstün özelliklere sahip bir ürünün imal edilmesi sağlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Bağlantı Komponenti, Talaşlı İmalat, Soğuk Dövme, Plastik Deformasyon, Gelişmiş Fiziksel ve Mekanik Özellikler
MAG yöntemi ile yapılan kaynak işleminin sonlu elemanlar destekli analizi ve deneysel incelenmesi
Gazaltı kaynağı metal malzemelerin birleştirilmesinde en çok tercih edilen yöntemlerden biridir. Kaynak işlemi yapılan parçaların; nüfuziyetinin, çatlak kontollerinin yapılması parçanın emniyeti için fazlaca önem arz etmektedir. Kaynak işlemi sırasındaki ısıl gerilmelerin, kaynak metali ve esas malzemenin makro ve mikroyapıya doğrudan etki etttiği bilinmektedir. Dolayısıyla malzemelerin mekanik özelliklerini de etkilemektedir. Deneysel çalışmalar ile bu etkileri incelenebilmekte ancak önceden sanal çalışmaların yapılması zaman ve maliyet açısından kazanç sağlamaktadır. Bu çalışmada; Metal Active Gas (MAG) kaynak yöntemi ile S355MC yapı çeliğine çift taraflı köşe kaynağı yapılmıştır. Kaynak esnasındaki değişiklikler gözlemlenerek, malzemelerin sıcaklığa göre değişimi, kaynak sırasındaki çarpılması incelenmiştir. Kaynak imalatı ile birleştirilen çelik plakalar; kaynak metali, ısının tesiri altında kalan bölge (ITAB) ve esas metal bölgeleri şeklinde üç ayrı bölgeye ayrılarak makro, mikroyapı ve mikrosertlik deneyleri yapılmıştır. Kaynaklı bölgenin mikroyapıları için; dağlamalı kaba inceleme optik mikroskop (OM) kullanılmış olup, nüfuziyeti için makro incelemeler gerçekleştirilmiştir. Kaynak işleminden sonra, optimizasyon metodu ile kaynak parametrelerinin simülasyonu sağlanabilmektedir. Deneysel çalışmalar sonrasında, sonlu elamanlar metodu (SEM) kullanılarak Simufact Welding programı ile deney şartlarına uygun üç boyutlu modellemeler yapılmıştır. Deneylerden alınan sonuçlar ile simülasyon sonuçları karşılaştırılarak mukayese edilmiş ve sonuçların sayısal model ile karşılaştırma verileri tartışılmıştır. Bu alanda önemli olan konu ise; simülasyon teknolojilerinin kaynak gibi önemli bir imalat alanında üretim verileri ve tasarım girdileri dikkate alınarak dijital-sayısal olarak doğrulama çalışmalarında kullanılabileceği ve sonuçlarının özellikle termal gerilme, nüfuziyet, distorsiyon noktalarının tespitinde kaynak metodu ve malzeme özellikleri dikkate alınarak kullanılabileceği yönündedir.
Dört tekerlekli elektrikli scooter tasarımı ve imalatı
Elektrikli skuterler, sürdürülebilir ulaşımın teşvik edilmesi ve içten yanmalı motorlu araçların oluşturmuş olduğu karbon emisyonu, gürültü kirliliği ve trafik sorunları gibi çevresel etkilerin azaltılması açısından önemli bir role sahiptir. Son yıllarda artan ekolojik kaygılar ve enerji verimliliği odaklı politikalar, elektrikli skuterlere olan talebi artırmıştır. Birçok ülke, karbon salınımını azaltmak ve trafik sorunlarıyla mücadele etmek için elektrikli skuterlere teşvikler sunmaktadır. Ticari olarak da önemli bir potansiyel taşıyan elektrikli skuterler, şehir içi ulaşımın hızlı ve pratik bir şekilde sağlanmasına olanak tanıyarak, şirketlerin lojistik operasyonlarında da kullanılmaktadır. Bu sebeplerle, elektrikli skuterler sadece bir ulaşım aracı olarak değil, aynı zamanda çevresel sürdürülebilirlik ve işletmelerin operasyonel etkinliği açısından da önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışma, Türkiye'de ilk kez geliştirilen dört tekerlekli elektrikli skuter üzerine odaklanmaktadır. Çalışma konusu skuter, sürdürülebilir ulaşımın teşvik edilmesi ve kentsel hareketliliğin iyileştirilmesi amacıyla tasarlanmış ve imal edilmiştir. İki tekerlekli skuterlere göre dört tekerlekli skutere duyulan ihtiyaç, çeşitli avantajlara dayanmaktadır. Bu avantajlar arasında yüksek stabilite ve güvenlik, artırılmış yük taşıma kapasitesi, ergonomik konfor özellikleri bulunmaktadır. Dört tekerlekli skuterin sunduğu bu avantajlar, özellikle şehir içi ulaşım ve ticari kullanım açısından önemli faydalar sağlamaktadır. Dört tekerlekli skuterin tasarımı, engebeli zeminlerde ve yoğun trafik koşullarında daha dengeli bir sürüş sağlayarak kaza riskini azaltmakta ve güvenliği artırmaktadır. Ayrıca, geniş yük taşıma kapasitesi, ticari kullanım ve lojistik operasyonlar için önemli bir avantaj oluşturmaktadır. Ergonomik tasarım ve geliştirilmiş mekanik özellikleri ile uzun süreli sürüşlerde kullanıcı konforunu artırmakta ve sürücüye büyük kolaylık sağlamaktadır. Çalışma kapsamında, dört tekerlekli elektrikli skuterde kullanılacak olan komponentler, şasi ve bağımsız süspansiyon sisteminin tasarımları gerçekleştirilmiştir. Çift tekerlek içi motor bağlantısı sağlanmış ve diğer elektronik komponentler ile entegrasyonu gerçekleştirilmiştir. Tasarımı tamamlanan şasi için sanal simüle ortamda St34, Alüminyum 6061-T6 ve Alüminyum 7075-T6 malzemeleri tanımlanarak sonlu elemanlar yöntemi ile maksimum Von Mises gerilimleri, toplam deformasyon, emniyet güvenlik katsayısı, yorulma ömrü, yorulma hasarı ve yorulma emniyet güvenlik katsayısı analiz edilmiştir. Prototip üretimi tamamlanan skuter gerçek ortam şartlarında saha testlerini başarı ile tamamlanmıştır. Bu bağlamda, gerçek üretim koşullarında imal edilen skuter ürünü üzerinde test ve karakterizasyon çalışmaları tamamlanmış olup, söz konusu ürün kullanıcı dostu ve ergonomik tasarımıyla gelişmiş fiziksel ve mekanik özelliklere sahip olacak şekilde üretilmiştir. Sonuç olarak, bu tez, Türkiye'nin elektrikli skuter sektöründeki yerini güçlendirmeyi amaçlamaktadır. Yerel üretim ve yenilikçi teknolojiyi bir araya getirerek sürdürülebilir ulaşımın teşvik edilmesine katkıda bulunmayı hedeflemektedir.
İki tekerlekli skuter tasarımı ve imalatı
Trafikteki araç sayısının artışı, her geçen gün ulaşım problemlerini beraberinde getirmekte ve atmosfere salınan karbon miktarının da artmasına sebebiyet vermektedir. Ekolojik dengede meydana gelen bozulmaların birçok sebebi olmasıyla beraber, bu sebepler arasında karbondioksit salınımından dolayı araç kullanımı da bulunmaktadır. Avrupa Birliği'nin yayınlamış olduğu raporlara göre, ulaşımdan kaynaklanan karbondioksit emisyonları, toplam karbondioksit emisyonunun %30'unu oluşturduğu ve bu oranın %72'sinin de karayolu ulaşımından kaynaklandığı belirtilmiştir. 33 ülke ile birlikte ülkemizin de imzalamış olduğu Avrupa Yeşil Mutabakatı kapsamında 2040 yılına kadar sıfır emisyonlu araçlara geçilmesi hedefi bulunmakta ve bisiklet, skuter gibi "0" karbon ayak izine sahip araçların kullanımının yaygınlaştırılması bu doğrultuda fark yaratacaktır. Özellikle elektrikli skuterlerin bisiklete kıyasla daha az efor sarf ederek daha kolay bir kullanıma sahip olması ile her geçen gün ülkemizde ve dünyada yaygınlaşmaktadır. Elektrikli skuter, tekerlekleri üzerinde ilerleyen, direksiyonu sayesinde yön ve hızı ayarlanabilen, elektrik ile şarj edilerek çalışan, bir çeşit ulaşım aracıdır. Elektrikli skuterlerin kullanımı; çevre dostu, ekonomik ve pratik olması nedeniyle gün geçtikçe artmaktadır. Gündelik hayatta hobi olarak kullanılan skuterler, elektrikli skuterlerin verimliliklerinin artmasıyla beraber kargoların taşınması gibi birçok yeni alanda kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Bu kapsamda tez konusu olan "Fat Scooter", ön tarafında bulunmakta olan sepet ile 15 kilograma kadar ve arkasında bulunmakta olan sepet ile 45 kilograma kadar yük taşıyabilme kapasitesindedir. Toplamda 60 kilogramlık yük taşıyabilmesi sayesinde hizmet/mal taşımacılığında kullanıma da uygun olacaktır. Aynı zamanda, tez konusu ürünün faydalı model başvurusu yapılmış olup, 6769 sayılı Sınai Mülkiyet Kanunu kapsamında 17/12/2021 tarihinden itibaren 10 yıl süre ile korunmak üzere Türk Patent ve Marka Kurumu tarafından faydalı model olarak tescillenmiştir.
Sonlu elemanlar modeli destekli soğuk dövme filtre kovanı üretim tasarımı geliştirilmesi ve doğrulanması
Yüksek basınçlı hidrolik filtre kovanları, madencilik, denizcilik, otomotiv ve havacılık gibi zorlu ortamlarda kullanılan, doğrudan yağ filtreleme işlevi gören filtrelerin basınç altında çalışabilmelerini sağlayan kritik bileşenleridir. Bu filtre kovanları, özellikle uçak motorları ve iniş takımları gibi yüksek öneme sahip alt sistemlerde kullanıldıkları için, beklenen servis ömrü öncesinde dayanıklılık sorunları nedeniyle hasar görebilirler. Bu bağlamda, yüksek basınçlı hidrolik filtre kovanları, güvenlik açısından kritik bileşenler olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, soğuk dövme yöntemiyle üretilen filtre kovanlarının, kullanım alanlarının gereksinimlerine uygun fiziksel ve mekanik özelliklerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, mevcut üretim yöntemleriyle hammadde maliyetlerinin düşürülmesi ve katma değerli ürünler arasına dahil edilmesi amacıyla ülke ekonomisine katkı sağlanması planlanmıştır. Sonlu elemanlar modeli (FEM) destekli simülasyon yazılımları kullanılarak, soğuk dövme işlemi analiz edilerek yüksek mukavemetli ürün üretimi için gerekli parametreler belirlenmiştir. İş parçasının soğuk şekillendirme sürecinde, hacim sabitliği ilkesi göz önünde bulundurularak, hammadde parça geometrisi, uygun pres özellikleri, operasyonel kalıp tasarımları ve kalıp özellikleri belirlenmiştir. Sonlu elemanlar destekli analizler ile sekans tasarımları tamamlanmış ve prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Soğuk dövme operasyonlarının dijital ikizi oluşturularak, simülasyon ve gerçek veri karşılaştırmaları yapılmış; deformasyon kuvveti, malzeme akışı, temas basıncı, gerilme ve birim şekil değişimi ile nihai üründe meydana gelen boyutsal değişiklikler detaylı bir şekilde incelenmiştir. Tahribatlı ve tahribatsız muayene yöntemleri kullanılarak numuneler üzerinde yapılan incelemelerde, hedeflenen mekanik ve fiziksel özellikler değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, kullanım amacına göre değişkenlik gösteren yüksek mukavemet gereksinimlerini karşılayabilen filtre kovanı tasarımı, hidrolik sistemlerde hizmet verecek şekilde optimize edilmiştir. Böylece, gerilme ve birim şekil değişim oranları artırılarak, ürünün fiziksel ve mekanik özellikleri iyileştirilmiştir.
Endüstriyel vanalarda yenilikçi üretim yaklaşımı
Bu çalışma, döküm sanayisinde kullanılan simülasyon yazılımlarının üretim süreçlerindeki etkilerini derinlemesine incelemeyi amaçlamaktadır. Döküm sanayi modern üretim teknolojilerinin temel yapı taşlarından biri olarak kritik bir öneme sahiptir. Döküm simülasyon programları üretim hatalarının tahmin edilmesi, tasarım süreçlerinin optimize edilmesi ve ürün kalitesinin artırılması gibi alanlarda döküm mühendislerine güçlü araçlar sunmaktadır. Araştırma, simülasyon yazılımlarının döküm süreçlerinde nasıl bir fark yarattığını, bu araçların mühendislik uygulamalarına sağladığı kolaylıkları ve maliyet etkinliğini ele almıştır. Kullanılan simülasyon yazılımları sayesinde, kalıp dolumu ve katılaşma süreçleri detaylı bir şekilde analiz edilerek üretim hatalarının önlenmesi mümkün kılınmıştır. Ayrıca, tasarım süreçlerinde CAD ve CAE yazılımlarının entegrasyonu, döküm parçalarının dayanıklılık ve verimlilik açısından optimize edilmesine olanak sağlamıştır. Döküm simülasyonlarının kullanımının, kalite kontrol süreçlerini daha etkili hale getirdiğini ve mühendislerin tasarım kararlarını daha bilinçli bir şekilde almasını sağladığını göstermektedir. Aynı zamanda tez konusu (1219098-PN40 ve PN63 Basınç Sınıflarında Çelikten Sürgülü Valf Tasarım Projesi) Tübitak Teknoloji Odaklı Sanayi Hamlesi Programı tarafından desteklenmiş olup 30.01.2024 tarihinde başarı ile tamamlanmıştır.
Katı çözelti ile mukavemetlendirilmiş ferritik sfero dökme demirde mekanik özelliklerin incelenmesi
Son yıllarda sfero dökme demirlerin bulunması ile metalurji ve malzeme bilimi sektöründe dökme demirlerin önemi oldukça artmıştır. Birinci nesil dökme demirlerden farklı olarak, 20. Yüzyılın sonlarında ikinci nesil adı verilen, yeni bir sfero dökme demir sınıfı ortaya çıkmıştır. Katı çözelti ile güçlendirilmiş ferritik sfero dökme demir (solid solution strengthened ferritic ductile iron, SSF) olarak adlandırılan bu malzemeler, yüksek mekanik dayanımın yanı sıra yüksek uzama değerleri de göstererek çeliğin kimyasal yapısı kadar kompleks olmayan, çelik benzeri özellikler taşıyan, işleme kabiliyeti yüksek, metalurji sektörü için oldukça avantajlı ve üretimi çeliğe nazaran ucuz olan bir malzeme sınıfı haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, döküm parçalarında kesit kalınlığına bağlı olarak görülen farklı soğuma hızından dolayı yapı içerisinde bölgesel faz değişimlerinden kaynaklanan dayanım farklılıklarına çözüm olarak yeni nesil sfero dökme demir malzemelerinden olan ve üretimi henüz yaygın olmayan EN-GJS-500-14 kalite ve EN-GJS-600-10 kalite malzemenin kimyasal bileşimini, standartta verilen mekanik test değerlerini sağlayacak şekilde oluşturmak ve 200mm ve üstü kesit kalınlığındaki parçalarda da bu özellikleri sağlayabilmek amaçlanmıştır. Yüksek kesitli ürünlerde soğuma daha yavaş olduğundan döküm hata riski daha fazladır. Sınır oranlarda çalışılan SSF dökümde çekinti, segregasyon ve chunky grafit oluşumu gibi hataların oluşmasını engellemek için etkin bir aşılama uygulaması yapılacaktır. Tez çalışması kapsamında hazırlanan sünek özelliklere sahip yeni nesil sfero dökme demir malzeme grubu, başta demir (Fe) olmak üzere, silisyum (Si), mangan (Mn), karbon (C), magnezyum (Mg), gibi toplam 16 farklı elementin uygun oranlarda bileşimi ile elde edilmiştir. Bu elementler farklı oranlarda ve malzemenin bileşimine farklı zamanlarda ilave edilerek standartlara uygun bir döküm parçası oluşturulmuştur. Neticede hem kimyasal bileşime hem de mekanik özelliklere yönelik olarak standartlarda tanımlanan kriterleri karşılayacak optimum oranlar tespit edilmiştir. Hazırlanan dökme demir malzemelerin üretimi henüz dünyada yaygın değildir. Ülkemizde ise üretimi optimize edilmemiştir ve bu malzeme grubundan 100 kg üzeri döküm parçası üretimini ilk gerçekleştiren firma Dirinler Döküm A.Ş olmuştur. Tez çalışması kapsamında, çelikten daha ucuz ve daha hafif ancak çelikle benzer mekanik özellikler gösteren, çelik döküm üretimine alternatif çözüm olabilecek yapısında 16 element içeren metal malzeme grubunun mekanik özellikleri bakımından incelemesi yapılmıştır.
Hesaplamalı malzeme mühendisliği ile alüminyum döküm alaşımlarının ısıl işlem optimizasyonu
Ötektik altı kompozisyona sahip alüminyum-silisyum alaşımları, başta otomotiv olmak üzere pek çok endüstriyel uygulamada sahip oldukları üstün fiziksel ve mekanik özelliklerden dolayı tercih edilmektedir. Bu bağlamda, bu alaşımlara ait fiziksel ve mekanik özelliklerin gerek laboratuvar ve sanal ortam çalışmaları gerekse endüstriyel ölçekli araştırmalarla ortaya çıkarılması ve geliştirilmesi son derece önemlidir. Bu çalışmada, ötektik altı bileşime sahip bir Al-Si döküm alaşımı olan ve endüstriyel uygulamalarda sıklıkla kullanılan ısıl işlem uygulanmış AlSi7Mg0.3 (A356) alaşımına alternatif olabilecek yeni bir alaşımın ortaya konulması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, 3 farklı Mg element oranına ve 2 farklı Si element oranına sahip Al-5Si ve Al-9Si alaşım grupları kullanılarak, alçak basınçlı döküm prosesi ile imal edilen bir jant ürünün jant kolu bölgesine ait, ısıl işlem öncesi ve farklı parametrelerdeki ısıl işlem uygulamaları sonrası termo-fiziksel ve mekanik özellikler, sanal-simüle ortamda gerçekleştirilen faaliyetler ve deneysel çalışmalar temelinde araştırılmıştır. Yüksek lisans tezi, deneysel tasarım, bilgisayar destekli üretim, prototip üretim, test ve karakterizasyon çalışmaları olmak üzere 4 aşamada yürütülmüştür. Deneysel tasarım sırasında deney sayısını azaltarak, zaman, enerji ve iş gücünden tasarruf sağlamak amacıyla Taguchi deneysel tasarımı takip edilmiş ve tam faktöriyel deney tasarım matrisi yaratılmıştır. Hesaplamalı Malzeme Mühendisliği (HMM) yaklaşımları ve deneysel çalışmalar kapsamında, alaşım kompozisyonundaki ve ısıl işlem parametrelerindeki farklılıkların, alaşımların ısıl işlem öncesi ve sonrası fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri Taguchi, ANOVA ve regrasyon analizleri ile sayısal olarak ortaya konulmuştur. Yüksek lisans tezi kapsamında, Hesaplamalı Malzeme Mühendisliği yaklaşımları temelinde elde edilen sonuçların doğruluğu deneysel çalışmalarla kanıtlanmış ve yeni nesil bu yöntemlerin güvenilirliği değerlendirilmiştir. Böylelikle, bir otomotiv ürünü olan jant üretiminde kullanılan A356 alüminyum döküm alaşımına alternatif olabilecek ve bu alaşıma kıyasla daha üstün özelliklere sahip yeni alaşım kompozisyonlarının ve ısıl işlem parametrelerinin varlığı doğrulanmıştır. Ayrıca, tez çalışması kapsamında, endüstriyel ve akademik uygulamalarda yüksek potansiyel sunacak yeni bir ürün ve proses ortaya çıkarılmıştır.
Pik ve sfero dökme demirlerde SiC takviyesinin mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi
Dökme demirler sahip oldukları özellikler sayesinde endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir. Geçmişten günümüze teknolojik gelişmelerde göz önünde bulundurulacak olursa, dökme demirlerin keşfinden bu yana popülerliğini kaybetmediği görülmektedir. Özellikle küresel grafitli dökme demirlerin, ısıl işleme karşı duyarlı oluşu, çeliğin mekanik özelliklerine sahip olması ve üretim maliyeti avantajları küresel grafitli dökme demirlerin mühendislik malzemesi olarak kullanımını kaçınılmaz hale getirmiştir. Temel olarak, üretim esnasında SiC takviyesinin kullanılması ve buna bağlı olarak lamel grafitli dökme demirde (EN-GJL-250) ve küresel grafitli dökme demirde (EN-GJS-400-15) yapılan bu takviyenin mekanik özelliklerde ne gibi etkilere sebep olduğu araştırılmıştır. Bununla birlikte işlenme verilerinin de değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu çalışmada otomotiv sektöründe kullanılmak üzere üretilmiş olan fren diski ve balata pabucu dökümlerinden elde edilmiş numuneler kullanılmıştır. Döküm işlemleri için kum kalıp kullanılmış ve 4 farklı dökümden numuneler alınarak testler uygulanmıştır. Uygulanan testler sonucunda numunelere ait kimyasal kompozisyon, mikroyapı, sertlik ve çekme dayanımı verileri elde edilmiş ve karşılaştırmalı olarak değerlendirme yapılmıştır. Sertlik verilerine göre, SiC kullanılan küresel grafitli dökme demir parçalarında 205HB ortalama değeri ölçülürken, bu değer lamel grafitli dökme demir parçalarda 190HB‟ dir. Çekme testi verilerine göre ise, SiC kullanımıyla σmax değerleri küresel grafitli dökme demir için 482.7 N/mm2, lamel grafitli dökme demirde 306.5 N/mm2 değerlerine ulaşmıştır. Talaşlı imalat bölümünde SiC kullanılan parçaların işlenme sonuçlarına göre, fren diski için 1 uçta 4 adet, balata pabucu için 1 uçta 350 adet daha fazla parça işlemiştir. Uygulanan testlerin sonucu olarak SiC takviyesiyle birlikte, grafit oluşumunda kararlılık, sertlik değerlerinde lamel grafitli dökme demir için %8 KGDD için %16 oranında artışın meydana geldiği ve çekme dayanımlarının arttığı görülmüştür. Talaşlı imalatta ise uç sarfiyatının azaldığı kaydedilmiştir. Anahtar Kelimeler: Dökme Demir, Silisyum Karbür, Sfero, Gri Dökme Demir
Kesici takım yüzey kaplaması ve yağlayıcının talaşlı imalat prosesine etkisi
Talaşlı imalat, kesici takımların, istenilen iş parçasına, istenilen boyut ve toleransları kazandırmak amacıyla yapılan işlemdir. Sanayide otomotiv sektöründen, kalıp sektörüne pek çok alanda kullanılmaktadır. Talaşlı imalatın temel prensibi, kesici takımın belirli bir kuvvet ve ilerleme ile iş parçası yüzeyinden talaş kaldırması eylemidir. İş parçasının, kesici takımın ve istenilen boyutların durumuna göre takım tezgahları değişkenlik göstermektedir. Talaşlı imalat sonrasında oluşan talaş, kesici takım kesici ağızları, iş parçası yüzey pürüzlülükleri ve iş parçası boyutları, talaşlı imalatı iyileştirme konuları arasında yerini almaktadır. Yapılan tez çalışmasında, öncelikle soğutmanın yapılmadığı kuru talaşlı imalat şartları, %3 bor yağı içeren emülsiyon soğutması ve %5 bor yağı içeren emülsiyon soğutma koşulları kıyaslaması yapılmıştır. Talaşlı imalat iki ayrı iş parçası üzerinden, CuZn39PbAl-C (CC757S) alaşımı ile AISI 1040 çeliği yüzey frezeleme operasyonu olarak gerçekleştirilmiştir. Yüzey frezeleme operasyonu, çap 8 mm, 4 kesme ağzına sahip kaplamasız tungsten karbür frezeler ile aynı şartlarda AlCrN kaplamalı frezeler kullanılarak dik işlem tezgahında yapılmıştır. İş parçaları kendi içlerinde ayrı ayrı hem soğutma koşulu hem de AlCrN kaplamalı ve kaplamasız frezeler ile değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler, takım tezgahı enerji tüketimi, iş parçası yüzey sertliği, yüzey pürüzlülüğü ve kesici takım ile talaş sonuçları üzerinden yapılmıştır. Çalışma sonucunda, kuru kesim şartlarının her iş parçasının talaşlı imalatında olumsuz sonuçlar verdiği, %3 bor yağlı soğutma şartlarının ise %5 bor yağlı soğutma şartlarına yakın ve daha olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür. Bunun yanında AlCrN kaplamalı kesici takımlardan elde edilen veriler, enerji tüketimi, yüzey pürüzlülüğü, yüzey sertliği ve takım ömürleri kapsamında daha iyi sonuçlar vermiştir. Bu bağlamda en iyi işlem koşulları, pirinç alaşım için AlCrN kaplamalı frezeler ile %3 bor yağlı soğutma koşullarında, AISI 1040 çeliği için de AlCrN kaplamalı frezeler ile %3 bor yağlı soğutma koşullarında olduğu gözlemlenmiştir.
Bağlantı elemanı kaplama işlemindeki hidrojen gevrekliği ve karbon ayak izi araştırması
Bu tez çalışması, iki farklı çelik alaşımı kullanılarak, soğuk dövme yöntemi ile üretilmiş cıvata ürünleri üzerinde, elektrolitik kaplama sırasında oluşan hidrojen gevrekliği riskini önleyici ve giderici sistemler oluşturmayı amaçlamaktadır. Çalışma sırasında, 12.9 kalite ve daha yüksek mukavemetli çelik alaşımı kullanılarak imal edilen bağlantı elemanları üzerinde sıklıkla meydana gelen hidrojen gevrekliği (HE) riskini azaltmak için banyo ve fırınlama süresi parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Ayrıca, soğuk şekillendirme sırasında kullanılan hammadde alaşımı, soğuk şekillendirme, ısıl işlem ve kaplama parametreleri ve difüze olabilecek hidrojen atomu yoğunluğu gibi değişkenler üzerinde optimum düzey belirlenerek, hidrojen gevrekliği oluşma riski minimize edilmeye çalışılmıştır. Bu doğrultuda, çinko nikel G2, çinko nikel sprint, çinko alkali ve çinko asidik olmak üzere 4 farklı kaplama prosesinin ve proses parametrelerinin hidrojen gevrekliği üzerine etkisi incelenmiştir. Mikroyapısal ve mekanik analizler sonucunda kaplama türlerinin hidrojen gevrekliği üzerine olan etkisi sayısal olarak ortaya konulmuştur. Kaplama verimi, kaplama süresi ve kaplama banyolarındaki hidrojen varlığı analiz edilmiş ve proseslerin hidrojen gevrekliği riskleri değerlendirilmiştir. Kaplama proseslerinin kimyasal ve enerji tüketimleri göz önüne alınarak karbon ayak izi oluşumu değerlendirilmiştir. Böylelikle, karbon ayak izinin minimize edilmesini sağlayacak yenilikçi bir proses geliştirilmiştir.