Sünek Olmayan/yüksek Mukavemetli Metal Sacların Isıtılarak Şekillendirilmesi

Abstract

Günümüzde, ekonomiklik sağlaması nedeniyle hafif ve yüksek mukavemetli metallerin endüstride kullanımı önem kazanmaktadır. Özellikle otomotiv sektöründe yakıt tüketiminin azaltılması amacıyla taşıt ağırlıkları düşürülmeye çalışılmakta, bu nedenle de HSLA/UHSLA çelikleri, alüminyum ve magnezyum alaşımlarının kullanımı üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Özellikle, otomobil gövdelerinin saclarında hafif metallerin kullanılması önemli ağırlık kazançları sağlayabilmekte, fakat bu metallere ait saclara şekil verme işlemi oda sıcaklıklarında gerçekleştirildiğinde ürün kalitesi düşük olmakta ve işlem etkin bir şekilde gerçekleştirilememektedir. Bunun yanında metal sacların sıcak veya yarı sıcak şekillendirilmesi gerek ısıtma tekniğinden gerekse düşük kütlesine karşılık geniş yüzeyi sonucu oluşan kalıba ve çevreye hızlı ısı geçişinden dolayı pek çok teknolojik zorluk ve bilinmez içermektedir. Bu çalışma yüksek sıcaklıklarda sac şekillendirme işleminin sınırlarının belirlenmesi ve etkinliğinin incelenmesi amacındadır. Literatürde bulunan deneysel ve analitik çalışmaların bir kısmı özetlendikten sonra, MSC Superform ticari programı kullanılarak titanyum malzemenin yarı sıcak şartlarda yarıküresel zımba ile eksenel simetrik derin çekmesi simüle edilmiştir. Bu simülasyon sonuçları daha sonra yapılacak deneysel ve analitik çalışmalara öncülük ve kılavuzluk edecektir.

Today, the use of light and high strength metals in industry is more important than ever because of the economic conditions. Especially, in the automotive industry there are a lot of studies to decrease the weight of vehicles, and thus fuel consumption. To achieve this, light and high strength metals such as HSLA/UHSLA steels, aluminum alloys, magnesium alloys, titanium alloys etc. have to be used in the vehicle bodies. This process supplies a significant reduction in the vehicle bodies and fuel consumption; however, formability of these types of metals at room temperature is low and product quality problems may occur due to poor formability. On the other hand, hot or warm forming of sheet metals has some technical difficulties and unknowns because of heating techniques and quick heat transfer to the environment and matrix, which is a result of large surface-mass ratio of the workpiece. This study herds the aim of determination of the boundaries and examination of efficiency of the sheet metal deformation process at elevated temperatures. Initially, some of the studies about this topic are summarized, then the commercial MSC Superform analysis program is used to simulate the axial symmetric warm/hot deep drawing of low alloy steel and titanium sheets with semi spherical punch. Results of this simulations would be able to pioneer and guide to the following experimental and analytical studies.