Açılı derin çekme kalıplarında sıcaklığın limit çekme oranına etkisinin araştırılması

Derin çekme işlemi oldukça geniş uygulama alanına sahiptir. Bundan dolayı endüstrinin vazgeçilmez metal şekillendirme yöntemlerinden biridir. Özellikle oda sıcaklığında, yüksek mukavemetli ve düşük şekillendirme yeteneğine sahip sac metallerin (Al, Mg, Ti alaşımları vb.) şekillendirilebilirliğinde önemli zorluklar vardır. Bu zorlukları ortadan kaldırmak için son zamanlarda sıcaklık etkisiyle derin çekme çalışmaları hız kazanmıştır. Sıcaklığın yanı sıra, kalıbın şekli ve geometrisi, malzemenin mekanik özellikleri, ilkel parça geometrisi ve büyüklüğü, kalıp-malzeme-baskı plakası arasındaki sürtünme ve yağlama şartları, baskı plakası kuvveti ve kalıp boşluğu gibi faktörler yöntemi doğrudan etkilemektedir. Bu bakımdan yöntemin verimliliği için uygun işlem şartlarının seçimi önemlidir. Bu çalışmada, silindirik kapların açılı derin çekme kalıplarında şekillendirilmesinde, şekillendirme sıcaklığının, kalıp/baskı plakası açısının ve baskı plakası kuvvetinin; limit çekme oranı, zımba kuvveti, kap et kalınlıkları ve kabın sertlik dağılımı üzerindeki etkileri deneysel ve teorik olarak araştırılmıştır. Bunun için, kalıp yüzeylerine 0°, 5°, 10° ve 15° açılar verilerek deneyler 25 oC, 100 oC, 175oC ve 250 oC sıcaklıklarda, 1200 N, 2400 N ve 3600 N baskı plakası kuvvetlerinde ve 4 mm/s sabit zımba hızında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, kalıp boşluğu 1,35 mm, zımba ve kalıp radyüsleri ise 8 mm sabit alınmıştır. Deneyler, 1 mm kalınlığında EN AW-5754 (AlMg3) malzeme ile kalıp ve iş parçası arasındaki sürtünme kuvvetini düşürmek için MoS2 katı yağlayıcı kullanılarak yapılmıştır. Derin çekme sırasında oluşan çekme kuvvetleri, çekme eksenine yerleştirilen yük hücresi yardımıyla 10-1 saniye aralığında ölçülmüştür. Çekilen kaplardaki kalınlık değişimi 10-4 mm hassasiyetli mikrometre ile tespit edilmiştir. Numunelerin sertlik ölçümleri de hadde doğrultusu boyunca 200 gr yük uygulanarak ( HV 0,2 kg ) yapılmıştır. Çalışma aynı zamanda, sonlu elemanlar metodu (SEM) ile eta/Dynaform paket programında modellenmiştir. Veriler, tam faktöriyel deneysel tasarım yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, eta/Dynaform paket program sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, kalıp yüzeylerine açı vererek yapılan ılık derin çekmenin limit çekme oranı, et kalınlığı, zımba kuvveti ve kabın sertlik dağılımı üzerinde olumlu etkilerinin olduğu, sıcaklık arttıkça limit çekme oranının önemli ölçüde arttığı, et kalınlığının daha homojen hale geldiği, zımba kuvveti ve kabın sertlik değerinin ise önemli ölçüde düştüğü deneysel ve sayısal olarak tespit edilmiştir. SEM ile elde edilen sayısal sonuçların deneysel veriler ile elde edilen sonuçlara yakın oldukları gözlenmiştir. Deneysel sonuçları varyans analizi (ANOVA) metodu ile istatistiksel olarak da değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ilık Derin Çekme, Sertlik Dağılımı, Açılı Derin Çekme, Limit Çekme Oranı, Sonlu Elemanlar Metodu, ANOVA.