Sac Koruyucu Zarf Kaplama İle Dövme Kalıplarının Performansının İyileştirilmesi

Abstract

Dövme kalıpları, zor çalışma koşulları nedeni ile imalatta kullanılan diğer metal kalıplara (kesme, form verme, metal enjeksiyon, plastik enjeksiyon) göre daha kısa ömürlüdür. Sıcak dövme parça imalatı için tasarlanan kalıplar, ağır ısıl koşullara, darbe nedeniyle tekrarlı yüksek basınçlara maruzdur. Bu nedenle, sıcak dövme kalıbı yüzeylerinde, aşınma, yorulma, kırılma ve deformasyon hasarları kalıp ömrünü belirler. Bu çalışmada; sıcak dövme kalıplarında hasarı geciktirmek için kalıp yüzeylerine monte edilebilen koruyucu sac zarf (maske) tasarlanmış, plastik şekil vererek üretilmiş ve standard bir dövme parça üretiminde test edilmiştir. Kalıp koruyucu sac zarflar, 304 paslanmaz çelik, hadfield çeliği ve 1.2714 kalıp malzemesi ile aynı sınıf sac malzemeler preste sıvanarak 3 mm kalınlıkta üretilmiştir. SAMPA firmasının standard moleküler çelik burç imalatında kullanılan kalıpların boşluğu içine geliştirilen koruyucu zarfın oturması için, zarf boyutlandırması ve şekillendirmesindeki deformasyon analizi bilgisayar destekli yapılmıştır. Koruyucu zarf yüzeylerinin lazer ışını ile sertlik kazanması için önce sementasyonla karbonca zenginleştirilmiştir. Zarf kenarları, lazer ışınına maruz bırakılarak sertleştirildikten sonra yarı kalıp yüzeylerine montajlanmıştır. Zarf kaplı dövme kalıplarının performansı, dövme tezgâhında izlenmiş ve kıyaslanmıştır. Sonuçta, parça baskı sayısında %10 artış sağlandığı, işçilik ve kalıp revizyonları için zaman kaybından 1.8 saat tasarruf edilmiştir. 304 paslanmaz ve hadfield çeliği koruyucu sac zarfların sıcak dövmede kullanabileceği gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Sıcak dövme, Sac kaplama, Derin çekme, Lazer yüzey sertleştirme

The forging molds have the shortest working life among the other molds, e.g., press-brake, plastic forming, metal and plastic injection molds. These indicate that the forging is an application which leads to fatigue, wear, fracture and impact the heaviest failure at molds due to cyclic impacts and thermal loadings. Under heavy forging conditions, fundamental failure mechanisms are mechanic wear, fatigue and over deformation for forging molds. The molds used in the hot forging facilities are subjected to high-pressure, severe abrasive, adhesive wear and over-heating. Forging molds are also subjected to impact loads with a high level. Material selection for the mold, heat treatment, surface treatment, forging process and surface pattern can proportionally make a positive/negative effect on the forging mold performance. This study focus on increasing the wear resistance and working-life of hot forging molds because exposures to wear and over thermal loading via partly hardened sheet cladding. Keywords: Hot forging, sheet cladding, deep drawing, Laser surface hardening