MMT222 Malzeme Üretim Teknikleri

Transkript

1 K O C A E L İ ÜNİVERSİTESİ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü MMT222 Malzeme Üretim Teknikleri 2 Talaşsız İşlem Teknikleri Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Bahar Yarıyılı

2 2. Talaşsız İşlem Teknikleri 2.1. Masif Şekillendirme Giriş Ekstrüzyon Dövme Haddeleme 2 Genel Bakış

4 Masif Yassı kütük, Slab (460mm*1400mm*3400mm) Sac (Bobin) Geniş, Uzunluk >> Kalınlık Masif ve sac şekillendirmedeki malzeme farkı 4

5 Masif yarı mamul Bitmiş parça (ürün) Masif şekillendirme WZL, Fraunhofer IPT 5

6 Masif şekillendirme ile üretilen parçalar Metal Forming Handbook,

7 Talaşlı şekillendirme Masif şekillendirme Bilet ağırlığı 1,275 kg Bilet ağırlığı 0,398 kg Başlangıçtaki iş parçası ve talaşlı şekillendirilmiş parçada malzeme akışı (satırlanmalar) Başlangıçtaki iş parçası ve dövme ile şekillendirilmiş parçada malzeme akışı (satırlanmalar) Diğer yöntemlerle karşılaştırılması Metal Forming Handbook,

8 Masif şekillendirme Ekstrüzyon İki ayrı parçanın kaynakla birleştirilmesi flanş kap Birleştirilmiş parça Masif şekillendirme ile daha kararlı ve sızdırmaz bir parça üretilebilir. Diğer yöntemlerle karşılaştırılması Metal Forming Handbook,

9 Soğuk Yarı sıcak Sıcak Parça ağırlığı 0, kg 0, kg 0, kg Şekillendirebilirlik <1,6 <4 <6 Talaşlı işlem ihtiyacı çok düşük düşük yüksek Billet Soğuk Yarı sıcak Sıcak şekillendirme şekillendirme şekillendirme Sıcak/Soğuk Şekillendirme WZL, Fraunhofer IPT 9

11 Stampa İş parçası Baskı burcu Stampa İş parçası Baskı burcu İş parçası İtici Ekstrüzyon Metal Forming Handbook,

12 Çubuk ekstrüzyonu Dolu parça ekstrüzyonu Tüp ekstrüzyonu Boru ekstrüzyonu Kap ekstrüzyonu Önce Sonra İleri ekstrüzyon Geri ekstrüzyon Yanal ekstrüzyon a: Zımba, b: Matris, c: İş parçası d: Kalıptan çıkarıcı, e: Karşıt zımba, f: Mandrel Ekstrüzyon yöntemleri Metal Forming Handbook,

13 İş parçasının yerleştirilmesi İş parçasının matrise girişi Ekstrüzyon Parçanın çıkarılması Zımba İş parçası Alıcı Kalıptan çıkarıcı Matris Çubuk-İleri-Ekstrüzyon WZL, Fraunhofer IPT 13

14 İş parçasının yerleştirilmesi İş parçasının matrise girişi Ekstrüzyon Parçanın çıkarılması Zımba İş parçası Matris Kalıptan çıkarıcı Kap-Geri-Ekstrüzyon WZL, Fraunhofer IPT 14

15 Tüpler Vites kutusu milleri Çeşitli dişliler Vidalar Ekstrüzyon ile üretilen parçalar WZL, Fraunhofer IPT 15

17 Açık kalıpta dövme Kapalı kalıpta dövme Kalıp İş parçası Üst kalıp İş parçası Alt kalıp Dövme Metal Forming Handbook,

18 DIROSTAHL, REMSCHEID 4000 tonluk dövme presi 18

19 2. Talaşsız İşlem Teknikleri 2.1. Masif Şekillendirme Giriş Ekstrüzyon Dövme Açık kalıpta dövme Kapalı kalıpta dövme Ring haddeleme Haddeleme 19 Genel Bakış

20 İş parçası Manipulator Basma (yığma) Üst takım Uzatma İş parçası Alt takım Açık kalıpta dövme için en basit kalıp tasarımları kullanılır. Açık kalıpta dövme Düz satıhlı Oval satıhlı Dairesel satıhlı WZL, Fraunhofer IPT 20

21 Artıları: Çok büyük boyutlu ( 250 ton) parçalar dövülebilir. Az sayıda parça ve tek parçalar için basit kalıplar kullanıldığı için kapalı kalıpta dövmeye göre oldukça ekonomiktir. Döküm ve kapalı kalıpta dövmeye göre toplamda daha az çalışmaya ihtiyaç duyulur. Üretilen parçalarda por ve gözenek yoktur. Eksileri: Seri üretime uygun değildir. Üretilen parçalarda toleranslar yüksek olmalıdır. Kapalı kalıpta dövmeye göre maliyeti yüksektir. Açık kalıpta dövmenin artı ve eksileri Doege, Behrens

23 Yığma Toplama Doldurma Basma (yığma) Genişletme Yükseltme Dövme sırasında gravürlerin doldurulması Doege, Behrens

24 Üst kalıp Çapaksız dövme: Düşük kuvvetler Malzemenin tamamının kullanımı Sadece % 0.5 hacim değişimi İş parçası doğru konumlandırılmalıdır. Alt kalıp Üst kalıp Alt kalıp Dövülmüş parça Çapak boşluğu Dövülmüş parça Çapaklı dövme: Hacim değişimi tolere edilebilir. İş parçasını çok hassas konumlandırmak gerekli değildir. Çapak alma işlemi gerektiğinden fazladan bir proses adımı daha olmalıdır. Kapalı kalıpta dövme WZL, Fraunhofer IPT 24

25 Krank mili Biyel kolu Ön-form Ara-formlar Bitmiş form Delme Parça Hurda Aks taşıyıcı Efektif bir ön-form oluşturmak sonraki adım sayısını azaltabilmektedir. Kapalı kalıpta çapaklı dövme WZL, Fraunhofer IPT 25

26 Dişleri konik açılmış dişliler Sonsuz dişli Planet dişli Üniversal mafsal Puls dişlisi Konik dişli Kapalı kalıpta çapaksız dövme Doege, Behrens

28 Eksenel merdaneler Ring Merkezleme merdanesi Mandrel merdanesi Ana merdane Ring haddeleme ile küçük yarıçaplı bir ringden büyük, daha ince kesitli ve yeni bir profile sahip ring elde edilebilir. Ring haddeleme tezgahı WZL, Fraunhofer IPT 28

29 Ring haddeleme WZL, Fraunhofer IPT 29

30 Mandrel ve ana merdane hareketi ayarlanarak istenen profil verilebilir. Elde edilebilen ring geometrileri WZL, Fraunhofer IPT 30

31 Hem küçük hem de büyük ringler ring haddeleme ile üretilebilir. Parça boyutları WZL, Fraunhofer IPT 31

32 Hem küçük hem de büyük ringler ring haddeleme ile üretilebilir. Parça boyutları WZL, Fraunhofer IPT 32

34 Doğrultma merdaneleri İş parçası Haddeleme Metal Forming Handbook,

35 1. Proses aşaması Yarımamul üretimi Sıcak haddelenmiş sac Asit temizleme ve yağlama Soğuk haddelenmiş sac 2. Proses aşaması Bitmiş parça üretimi İngot döküm Slab Boru sacı Dikişli boru Blok/Billet Profil Boru Sac Kalın sac Levha Profil Kapalı çeper Açık çeper Sıcak haddelenmiş kare kesit Soğuk çekilmiş ürün Tel Eş çeper kalınlığı Borular Farklı çeper kalınlığı Eş çeper kalınlığı Farklı çeper kalınlığı C-, Z-, U-, H- vb. profiller Billet Çubuk örnek Boru ön malzemesi Dikişsiz boru Sürekli döküm Bloom Profil Ray Haddeleme ile üretim yöntemleri LUT, TU Dresden 35

36 Merdane Merdane İş parçası İş parçası Kesit haddeleme Yassı haddeleme Merdane Eğrisel haddeleme İş parçası Haddeleme ile üretim yöntemleri LUT, TU Dresden 36

37 2. Talaşsız İşlem Teknikleri 2.1. Masif Şekillendirme Giriş Ekstrüzyon Dövme Haddeleme Sıcak haddeleme Soğuk haddeleme 37 Genel Bakış

38 İtmeli fırın Ön hadde Nihai hadde Soğuma Sarma Sıcak haddehane Kaynak: IWT Bremen,

39 Otomotivin temel girdisi olan hem yüksek mukavemet hem de üstün şekillenebilirlik gerektiren jant ve şasi parçalarının üretiminde kullanılmak üzere. Mekanik özellikleri garanti edilerek, süneklik ve tokluk optimizasyonu sağlanan, konvansiyonel yöntemlerle kaynaklanabilen genel yapı çelikleri, çoğunlukla inşaat makineleri ve iş makineleri imalatında, genel konstrüksiyon levhalarında, kara ve demiryolu araçları imalatında, depolama tankları ve konteyner imalatında kullanılmaktadır. Sıcak haddelenmiş boru çelikleri; yüksek mukavemet, mükemmel tokluk ve iyi kaynaklanabilirlik özellikleri ile, içerisinden su/yağ veya gaz/petrol nakli yapımına uygun boruların üretiminde kullanılmaktadır. Basınçlı kaplar ve kazan imalatında, basınca ve buhara maruz kalan boruların üretiminde, endüstriyel termal kaplarda ve ısı eşanjörleri imalatında mükemmel şekillendirme ve kaynaklanabilirlik özellikleri nedeniyle yüksek sıcaklık ve basınç altında kullanıma uygun kazan çelikleri kullanılmaktadır. Tüp çelikleri; yüksek şekillendirilebilme, mükemmel kaynaklanabilirlik ve tokluk özellikleri ile, güvenliğin çok önemli olduğu LPG tüpleri imalatında kullanılmaktadır. Üstün kaynaklanılabilirlik ve istenilen tokluk değerlerini sağlayan orta ve yüksek mukavemetli gemi yapım çelikleri, gemi içi ve omurgasında kullanılmaktadır. Sıcak haddelenmiş ürünlerin kullanım alanları Kaynak: 39

40 Sıcak haddeleme Kaynak: 40

41 Uzun ürünler, tel Kaynak: 41

42 Uzun ürünler, çubuk Kaynak: 42

43 2. Talaşsız İşlem Teknikleri 2.1. Masif Şekillendirme Giriş Ekstrüzyon Dövme Haddeleme Sıcak haddeleme Soğuk haddeleme 43 Genel Bakış

44 Slab Sıcak haddeleme Asitle temizleme Soğuk haddehane Çan tipi fırın Temper hadde Sürekli tavlama ve yüzey haddeleme Elektrolitik kaplama Daldırma ile kaplama Polimerik kaplama Teslimat Bleck, Soğuk haddelemede proses akışı

45 1 Sürekli asit temizleme hattı 2 Tandem hattı 3 Tavlama hattı (Sürekli yada çan tipi fırında) 4 Temper hadde Soğuk haddeleme Kaynak: IWT Bremen,

46 Kesme hattı Bobin taşıyıcı İnceleme Çıkış sac bekleme hattı Elektrostatik yağlama Soğuk çinko katman kalınlığı ölçümü Dörtlü temper haddeleme tezgahı Havada soğuma hattı Sıcak çinko kalınlığı ölçümü Fosfatlama/ Kromatlama Ön ısıtma fırını Işınımlı boru fırın Soğuma hattı Çinko kaplama düzeneği Giriş sac bekleme hattı Giyotin makas Kalınlık ölçümü Bobin taşıyıcı Temizleme hattı Bleck, Yüzey özellikleri iyileştirilen bir çelik sacın üretimi

47 Soğuk şekillendirmeye uygun derin çekilebilir kaliteler, otomotiv sektöründe, dayanıklı ev aletleri sektöründe, mutfak eşyaları, radyatör ve havalandırma ekipmanları imalatında, mukavemet, tokluk ve sünekliğin istendiği uygulamalarda kullanılmaktadır. Yaşlanmaya dayanıklılık, üstün şekillenebilirlik ve iyi kaynaklanabilirlik özellikleri ile ön plana çıkan ekstra derin çekme işlemine uygun kaliteler (IF), otomotiv ve beyaz eşya sektörlerinde, özel beklentileri sağlamaya yönelik uygulamalarda kullanılmaktadır. İyi şekillendirilebilirliğin yanında geliştirilmiş kaynaklanabilirliği kombine eden, düşük karbonlu ve mikroalaşımlandırma yöntemi ile üretilmiş yüksek mukavemetli-düşük alaşımlı çelik kaliteleri, otomotiv sektörü ve yan sanayinde kullanılmaktadır. Derin çekilebilirlik özelliklerine sahip, tek/çift kat veya tek/çift pişirim yapılarak kullanılan emaye kaplamaya uygun çelikler, mutfak eşyaları imalatında (tencere, fırın ızgaraları vb.) kullanılmaktadır. Otomotiv sektörünün geliştirilmiş korozyon direnci ve boya adhezyonu gereksinimlerini en üst düzeyde karşılayan galvanizli/galvanile ürünler, günümüzde çoğu otomobil üreticileri tarafından hem iç yüzey hem de dış yüzey parça üretimlerinde kullanılmakta ve bu sayede korozyona karşı ömür boyu garanti verebilmektedir. Yapı sektöründe sıcak daldırma galvanizli/galvanile çelikler, uygulanacak alanın atmosferik şartlarına ve istenilen korozyon direncine bağlı olarak değişik kaplama kalınlıklarında çatı, kapı, fens, profil gibi çeşitli uygulamalarda kullanılır. Beyaz eşya sektöründe görünmeyen (iç) yüzeylerde kullanılan galvanizli saçların, görünür (dış) yüzeylerde de kullanılmaya başlanmasıyla birlikte, beyaz eşya ürünleri parçalarının büyük bir bölümü galvanizli saclardan üretilmeye başlanmıştır. Soğuk haddelenmiş ve soğuk haddelenmiş + galvanizlenmiş ürünlerin Kaynak: 47

48 Soğuk haddelenmiş yassı ürünler Kaynak: 48

49 Bobin ağırlığı: maks. 36 ton Kalınlıklar*: Soğuk haddelenmiş 0,35-3 mm Sıcak haddelenmiş 1,8-16 mm Çelik türü: Yumuşak çelikten yüksek mukavemetliye kadar Soğuk haddeleme + yüzeyi kaplamalı Sıcak haddelenmiş Soğuk haddelenmiş * Çelik sac ve genişliğine bağlı ** ürüne bağlı Sıcak ve soğuk haddelenmiş ürünlerde boyutlar Kaynak: Bleck,