PLASTİK ŞEKİL VERME KUSURLARI
İÇİNDEKİLER PLASTİK ŞEKİL VERME KUSURLARI ………………………………………………….. 1.DÖVME KUSURLARI……………………………………………………………………... a. Hammaddeden Gelen Kusurlar ……………………………………………………… a.1. Katmer Kusuru…………………………………………………………………………… a.2. Gereğinden Fazla Malzeme Kullanımı…………………………………………………………...
a.3. Gözenek(Porozite) Kusuru……………………………………………………………….. b. Kalıp Tasarımından Gelen Kusurlar………………………………………………… b.1. Keskin Köşe Kusuru……………………………………………………………………... b.2. Fazla Hammadde Dar Kalıp Alanı Kusuru…………………………………………….. b.3. İkincil Çeki Gerilmeleri Sebebiyle Çatlak Oluşumu…………………………………... c. Isıtmadan Kaynaklanan Kusurlar…………………………………………………… c.1. Tufal Oluşumu…………………………………………………………………………….. c.2. Dekarbürizasyon (Karbonsuzlaşma) …………………………………………………..... d. Dövme Uygulamasından Kaynaklanan Hatalar…………………………………….. 2. HADDELEME KUSURLARI…………………………………………………………….. a. Basma Kuvvetleri Sebebiyle Doğan Kusurlar………………………………………. a.1. Haddelerin Eğilip Farklı Kalınlıktaki Ürün Çıkması………………………………….. a.2. Saçlarda Dalgalı Kenar Oluşumu……………………………………………………….. a.3. Saçların Ortasında ve Kenarlarında Çatlaklar………………………………………… a.4. Timsah Ağzı Çatlaması…………………………………………………………………… b. Sürtünme Kuvvetleri Sebebiyle Doğan Kusurlar…………………………………… b.1. Sacın İki Ucunun Yuvarlaklaşması……………………………………………………… b.2. Sacın Ortadan İkiye Ayrılması…………………………………………………………... 3. EKSTRÜZYON KUSURLARI…………………………………………………………… a. Malzeme Akışı Kusuru……………………………………………………………….. b. Ürünün Yüzeyinde Çatlak Oluşması ………………………………………………... 1
c. Ürünün İçinde Oksit Birikmesi………………………………………………………. d. Ürünün Merkezinde Çavuş İşareti Çatlakların Oluşması………………………….. 4. TEL ve ÇUBUK ÇEKME İŞLEMİNDE GÖRÜLEN KUSURLAR…………………… a. Yağlamanın İyi Olmaması……………………………………………………………. b. Yüzey Hazırlamanın İyi Olmaması …………………………………………………. c. Şekil Değişiminin Homojen Olmaması ……………………………………………… d. Çubuk ve Filmaşinlerde Hammaddeden İleri Gelen Kusurular…………………… PLASTİK ŞEKİL VERME KUSURLARI 1.DÖVME KUSURLARI Dövme kusurları ortaya çıkış nedenlerine göre iki gruba ayrılır.
Fiziksel Kusurlar:
Malzeme iç ve yüzey çatlakları içerebilir.
Malzeme yüzeyinde ve içinde kapanmamış boşluklar ve gözenekler olabilir.
Metalik olmayan kalıntılar altında olması gereken sınır değerlerinden daha fazla olabilir.
Kimyasal Bileşimden Kaynaklanan Kusurlar:
Kimyasal bileşimde heterojenlikler söz konusu olabilir.
P ve S değerlerinin standart değerlerinden yüksek olması durumunda kırılganlık oluşabilir.
Cu ve Sn bileşiminde öngörülen sınır değerlerinden fazla ise yüzey yırtılmaları oluşabilir.
a. Hammaddeden Gelen Kusurlar :
a.1. Katmer Kusuru:
2
Şekil 1: Katmer Kusurunun Gösterimi a.2. Gereğinden Fazla Malzeme Kullanımı:
Şekil 2: Gereğinden Fazla Malzemeyle Oluşan PŞV Kusuru a.3. Gözenek(Porozite) Kusuru: Dövme ile yalnızca bu kusur düzeltilebilinir.
3
Şekil 3: Gözenek Kusurlarının Oluşumu b. Kalıp Tasarımından Gelen Kusurlar: b.1. Keskin Köşe Kusuru:
Şekil 4: Keskin Köşe Kusurunun Oluşumunu Etkileyen Faktörler
4
Şekil 5: Keskin Köşe Kusuru Değişimi
b.2. Fazla Hammadde Dar Kalıp Alanı Kusuru
5
Şekil 6: Ekstra Hammadde Dar Kalıp Kusuru Oluşum Safhaları b.3. İkincil Çeki Gerilmeleri Sebebiyle Çatlak Oluşumu
Şekil 7 : Çatlak Oluşumunun Adımları c. Isıtmadan Kaynaklanan Kusurlar:
Uzun süre yüksek sıcaklıkta bekletme durumunda parçada tane irileşmesi görülür ve tane sınırlarının oksidasyonu(yanması) söz konusu olabilir.
Isıtma süresince yüzeyde oluşan oksit tabakası(tufal) dövme öncesi tam olarak temizlenemez ise, malzemenin yüzeyine gömülen tufal, özellikleri ve talaşlı imalat şartlarını çok olumsuz etkiler.
Isıtma süresince çeliklerde yüzeyden karbon kaybı(dekarbürizasyon) olur. Bu da malzemenin sonraki sertleşebilme, dolayısıyla mekanik özelliklerini etkiler.
c.1. Tufal Oluşumu:
6
Dövme işleminden önce tufal mutlaka giderilmelidir.
Şekil 8: Dövmeden Önceki Oluşan Tufal
c.2. Dekarbürizasyon (Karbonsuzlaşma) : Karbon kaybına uğrayan tabaka dövme sonrası talaş kaldırılarak giderilecekse sorun olmaz. d. Dövme Uygulamasından Kaynaklanan Hatalar:
Parça yüzeyinde kılcal çatlaklar oluşabilir.
Nedenleri: İşlem bitirme sıcaklığı düşüktür, Soğuma hızı yüksektir, Malzemenin sünekliği yetersizdir.
Parça içinde çatlaklar oluşabilir.
Nedenleri: Ön şekillendirme yetersizliğinden dolayı dendiritik döküm yapısı tam kırılmamıştır. İç boşluklar kaynamamıştır.
Katlanmalar oluşabilir.
Nedenleri: Kalıp içinde metal akışı yanlıştır, Dövme sırasında yükseklik için verilen deformasyon miktarları sınır değerlerden fazladır. 7
Kemer- Kaburga birleşme yerlerinde çatlaklar oluşmaktadır.
Nedenleri: Meme ve köşe yarıçapları küçüktür. Malzeme akışı düzgün değildir. Kalıba konan malzeme miktarı çok fazladır ve bu nedenle yatay yöndeki malzeme akışı çok fazla olur.
Ekstrüzyon hataları vardır.
Nedeni: Parçanın kalın bir kesitinin komşu kesitlerdeki malzeme tarafından doldurulmasıyla oluşur.
Aşırı sertlik.
Nedenleri: Parçanın soğuma hızı yüksektir.(Martenzitik dönüşüm), Bitirme sıcaklığı düşüktür.(pekleşme)
Şekil ve boyut kusurları vardır.
Nedenleri: Kalıplarda boyut hataları ve yanlış ayarlanmalar sözkonusudur, Kalıp aşınmıştır.
Artık gerilmeler mevcuttur.
Nedenleri: Soğuma hızının yüksekliği nedeniyle yerel sıcaklık farklılıkları büyüklüğü iç gerilmelere neden olur, Plastik şekil verme miktarı çok azdır ve bu nedenle deformasyon miktarı yerel farklılıklar gösterdiğinden yerel farklılıklar ortaya çıkar.
Yetersiz dövme.
Nedeni: Düşük nüfuziyet, yani dövme işleminin tüm kesite yayılmayıp yüzeyde kalması sonucu döküm içyapısı tam olarak giderilememiştir. 8
Aşırı yöne bağımlılık (Anizotropi)
Nedeni: Bunun oluşması için bir kademe uygulanan plastik şekil verme miktarı %50-70 değerini aşmamlıdır. 2. HADDELEME KUSURLARI Haddelemedeki birçok sorun plastik şekil değiştiren iş parçası ile elastik şekil değiştiren merdaneler ve hadde tezgahı gövdesini arasındaki uyumsuzluklar nedeniyle oluşur. Yüksek haddeleme kuvvetleri etkisi altında hadde gövdesi elastik şekil değiştirir, merdaneler yassılır ve eğilir. Ayrıca yatak boşlukları sonucu oluşan hadde sıçraması nedeniyle, yük altındaki merdane aralığı, başlangıçta ayarlanan değerden daha büyük olur. İşte bu nedenlerle kalınlığın hassas olarak ayarlanabilmesi için hadde tezgahının yük altındaki elastik davranışının bilinmesi gerekir. Bir hadde tezgahı için bu davranış kalibrasyon eğrisi ile verilir. Hadde ürünlerinde bu ürünlerin kullanıcıları açısından bilinmesi gereken en önemli kusurlar biçim bozuklukları ve iç gerilmelerdir. a. Basma Kuvvetleri Sebebiyle Doğan Kusurlar: a.1. Haddelerin Eğilip Farklı Kalınlıktaki Ürün Çıkması:Merdanelerin eğilmesi sonucu kenarlarda basma ve ortalarda çekme gerilmeleri doğar.
Şekil 9: Ürün Çıkması Hataları
a.2. Saçlarda Dalgalı Kenar Oluşumu: Kenarlarda kalınlığının orta kısma kıyasla daha düşük olması, orta kısımda fazla uzama, fakat serbestçe yayılamama sonucu kenarlarda dalgalanmaya sebep olur.
a.3. Saçların Ortasında ve Kenarlarında Çatlaklar: Orta kısım fazla uzarken malzeme yeteri kadar sünek değilse ortası çatlar. Şekil değişimi homojen değilse malzemede yeteri kadar sünek değilse kenarı çatlar. 9
a.4. Timsah Ağzı Çatlaması: Bu kusur şekil değişiminin homojen olmamasına ve başlangıçta ingotta var olan bir kusura bağlı olarak oluşur. b. Sürtünme Kuvvetleri Sebebiyle Doğan Kusurlar:
b.1. Sacın İki Ucunun Yuvarlaklaşması: Saç boyca uzarken yayılır sürtünme kuvvetleri buna engel olur orta kısımda sürtünme fazla olduğundan kenarlar çok genişler. Sonuçta kenarlardaki kalınlık azalması ortada boyca uzamaya dönüşür. Sacın başı ve sonu yuvarlak olur
b.2. Sacın Ortadan İkiye Ayrılması: Sürtünme sebebiyle ortada basma kenarlarda çeki gerilmeleri doğar, bu çeki gerilmeleri malzeme sünek olmadığı taktirde orta kısım kenarlara kıyasla çok fazla uzarsa saç ortadan ikiye bölünür 3. EKSTRÜZYON KUSURLARI Ekstrüzyon türüne, matris biçimine, sürtünme koşullarına ve ekstrüzyon oranına bağlı olarak kovan içindeki malzeme akışı değişir. Metal akışını izlemek için kullanılan uygun bir deney tekniği, metal blok kesitine çizilmiş kareler şeklindeki bir ağın plastik şekil verme sırasında aldığı biçimlerin incelenmesidir. Homojen olmayan şekil değişimleri ürünün özelliklerinde de önemli farklılıklar ve dolayısıyla olumsuzluklar ortaya çıkaracaktır.
a. Malzeme Akışı Kusuru: Ekstrüzyon hatalarının büyük çoğunluğu malzeme akışının homojen ve uygun olmamasından kaynaklanır. Direk ekstrüzyonda orta kısımdaki malzeme, kovan cidarlarına sürtünen ve aynı zamanda soğuyan malzemeden daha hızlı ilerler. İşlemin sonuna doğru orta
10
kısımdaki malzemenin daha hızlı boşalması sonucu, kovan cidarlarından gelen oksitli malzeme ürünün ekseni boyunca matrise girmeye başlar. Ürünün ekseninde oksitli lifler olarak görülen bu hatanın ortaya çıkmaması için, takoz sonuna kadar preslenmez. Bir diğer önlem de baskı diski çapının kovan çapından daha küçük seçilmesi ve cidarlardaki oksitlenmiş malzemenin kovan içinde bırakılmasıdır. Daha sonra çapı kovan çapına çok yakın bir kovan sıyırıcı kalıp kullanarak sıvanan malzeme kovan yüzeyinden temizlenir.
Şekil 10 : Ekstrüzyon Metal Akışındaki Direkt ve Endirekt Gösterimi
b. Ürünün Yüzeyinde Çatlak Oluşması : Takoz sıcaklığı yüksek, sürtünme yüksek, ekstrüzyon hızı yüksek veya takoz sıcaklığı düşük, matris yatak uzunluğu boyunca metal yapışırsa pext bir yükselir bir alçalır. Bu da çatlamaya neden olur.
c. Ürünün İçinde Oksit Birikmesi: Metal takoz sıcakken soğuk olan alıcıya değince oksit oluşur ve yüksek sürtünme sebebiyle oksit malzeme akarken ürünün içine girer. Önlemek için ıstampanın önüne ön levha konurçapı biraz küçük tutulur. Böylece oksit alıcıda kalır. d. Ürünün Merkezinde Çavuş İşareti Çatlakların Oluşması: Sebebi (h/L) oranıdır. Bu oran büyüdükçe şekil değiştirme homojenliğini kaybeder. Ortada ikincil çeki gerilmeleri adı verilen hidrostatik çekme gerilmeleri doğar. Bu ise çavuş işaretli çatlakların doğmasına neden olur.
11
Şekil 11 : Ekstrüzyon Çavuş İşareti Kusuru 4. TEL ve ÇUBUK ÇEKME İŞLEMİNDE GÖRÜLEN KUSURLAR a. Yağlamanın İyi Olmaması : Soğuk çekilmiş çubuk ve tellerin yüzeyleri çatlayabilirç Ayrıca hatalı yağlama çekme sırasında sert bir partikülün malzeme ile kalıp arasına sıkışması sebebiyle çıkan üründe boyuna doğrultuda çizikler oluşabilir. b. Yüzey Hazırlamanın İyi Olmaması : Soğuk çekilmiş ürünlerde renk bozulması görülebilir. c. Şekil Değişiminin Homojen Olmaması : Soğuk çekilen tel ve çubuklarda veya borularda artık gerilmelerin doğmasına neden olurlar. Bu gerilmeler zamanla gerilmeli korozyon çatlamasına ve yüzeyden biraz talaş kaldırılması halinde çarpılmalara yol açarlar. Tek olumlu etkisi yorulma ömrünü artıran basma artık gerilmelerin doğmasıdır. d. Çubuk ve Filmaşinlerde Hammaddeden İleri Gelen Kusurular : Hammaddenin içindeki katmer, lunker gibi kusurlar bulunması halinde bunların ürüne yansıyacağı aşikardır.
KAYNAKLAR:
12
1. www.ofismuhendis.com/plastiksekilverme.htp 2. http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/iy2/lecture3b.pdf 3. Metallere Plastik Şekil Verme – Prof. Dr. Levon Çapan 4. İmal Usulleri Kitabı- Mustafa Çiğdem 5. http://www.muhendisiz.net/viewtopic.php?t=6066&view=next
13
