Soğuk dövme işleminde iş parçası yüzey işlemleri ve kaplama türünün şekillendirilebilirliğe etkisinin araştırılması

Sürtünme, deformasyon esnasındaki malzeme akışını, iş parçası üzerindeki gerilme ve gerinim dağılımını, şekillendirme yükünü ve bunların neticesinde takım ve kalıp ömrünü doğrudan etkilediği için metal şekil verme operasyonlarında büyük önem arz etmektedir. Çalışmada otomotiv akslarında kullanılan aks lalelerinin soğuk dövme öncesi yapılan yüzey işlemleri, kaplamalar ve yağlayıcıların sürtünmeyle birlikte şekillendirilebilirliğe etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda soğuk dövme işlemlerinde kullanılan yağlayıcıların ve kaplamaların prosese olan etkileri ile öncesinde yapılan kumlama işleminin etkileri incelenmiştir. Aks lalesinin soğuk dövme operasyonunda sürtünmenin artması ile iş parçası yüzey kalitesi bozulmakta ve kılcal çatlaklar görülmektedir. Bu da ürün emniyeti açısından risk teşkil etmektedir. Çalışmada kalıp ve iş parçası yüzeyleri arasındaki sürtünmeyi etkileyen yüzey işlemleri, kaplamalar ve yağlayıcıların sürtünme katsayına etkileri deneysel olarak incelenmiş ve bu süreç için en uygun yüzey işlemi, kaplama, yağlama koşulları araştırılmıştır. Kaplamaların ve yağlayıcıların Kolomb sürtünme katsayıları ölçülmüş, aşınma derinlikleri ve genişlikleri kıyaslanmıştır. Kaplama yapılan numunelerin SEM ve EDS analizleri yapılarak kaplamayı oluşturan elementlerin yüzeydeki dağılımları ve kütle oranları incelenmiştir. Simufact Forming yazılımı kullanılarak 6 farklı kayma sürtünme katsayısı ve 8 farklı ekstrüzyon oranı ile simülasyonlar yapılıp kalibrasyon eğrileri oluşturulmuştur. DCET testlerinde ileri ve geri ekstrüzyon oranları hesaplanarak kaplama ve yağlayıcıların kalibrasyon eğrisi içerisindeki konumları belirlenmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre testler bu kez otomotiv aks lalesi üzerinde denenmiştir. İlk etapta sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak farklı kayma sürtünme katsayısında aks lalesine ait simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise ürünün soğuk dövme işlemi gerçekleştirilerek simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre sabun kaplama olmadan yapılan kaplamalarda 0,6 civarında olan sürtünme katsayısının, sabun ile yapılan kaplamalar neticesinde 0,18 değerine kadar düştüğü belirlenmiştir. Yeni nesil kaplamalar ile sürtünme katsayısı 0,12 değerine kadar azalmıştır. Simülasyon sonuçlarından "m" kayma sürtünme değeri 0.02 ile 0.025 arasında elde edilirken DCET testinde "m" değeri 0.022 elde edilmiş, böylece simülasyon sonuçları, deney sonuçları ile doğrulanmıştır. Ayrıca deneysel sonuçlardan çıkan sürtünme katsayısı değeri ile aks lalesinin soğuk dövülmesinden elde edilen sonuçların birbiriyle uyum içinde olduğu görülmüştür.