DÖVME TEKNOLOJİSİ

Dövme işlemleri sıcak (yeniden kristalleşme sıcaklığının üstünde), yarı sıcak (yeniden kristalleşme sıcaklığının hemen altında) ve soğuk (genellikle oda sıcaklığında veya bu sıcaklığa yakın) olarak yapılır. Dövmede, dökümde olduğu gibi, elde edilen şekil ve boyutlar bitmiş parçanın kine yakındır. Her iki üretim yönteminde de, bazı yüzeyler dövme veya dökümde olduğu gibi  bırakılır, bazı yüzeyler ise daha sonra talaş kaldırılarak işlenir.

Hemen tüm metaller dövülerek şekillendirilebilir. Fakat dünyada dövme yöntemi ile üretilen parçaların çoğunda malzeme olarak karbonlu ve az alaşımlı çeliklerle aliminyum alaşımları kullanılmaktadır. Paslanmaz çelikler, nikel esaslı süper alaşımlar ve titanyum da özellikle uzay çalışmaları için dövülen malzemelerdir. Dövme yöntemi ile üretilen parçaların çoğu otomobil endüstrisinde, yaklaşık dörtte biri kamyon  ve traktörlerde, geri kalanı da uçak, demiryolu, madencilik ve diğer uygulamalarda kullanılmaktadır.

Bir parçanın dövme yöntemi ile üretilmesi için diğer üretim yöntemlerine (döküm, talaş kaldırma… gibi) kıyasla maliyetin daha düşük olması  veya daha başka üstünlüler sağlaması gerekir.

Dövmenin sağladığı üstünlükler

İş parçasının dayanımı (dayanım / ağırlık oranı), tokluğu ve sünekliği daha fazla olmaktadır.

Seri  üretimde dövme parçalar boyut ve şekil bakımından daha üniformdur.

Dövmeden sonra da parçalar gerekirse talaş kaldırarak işlenebilir veya kaynak edilebilir.

Birçok halde dövme işleminde otomasyona gidilebilir.

Üretim hızı yüksektir.

Dövmenin diğer üretim yöntemlerine kıyasla  zayıf yönleri

Toleranslar oldukça geniştir.

Özellikle büyük parçaların dövülmesi için gerekli olan prsler çok pahalı olduğu gibi kalıp maliyetleri de yüksektir.

Sıcak dövme için gerekli ısıtma fırınları ve çapak alma presleri ek yatırım gerektirmektedir.

    İşlem Değişkenleri

Bir plastik şekil verme işleminin değişkenlerini anlayabilmek için en uygun yol işlemi bir sistem olarak ele almaktır. Sistemi oluşturan elemanlar şunlardır:

Ham madde (şekil ve malzeme olarak)

Kalıp (şekil ve malzeme olarak)

Kalıpla malzeme arasında ki temas yüzeyi şartları

Plastik şekil değiştirmenin mekaniği

İşlemin yapıldığı makine

Mamul karakteristikleri

İşlemin yapıldığı atölye ve çevre

İşlemin bir sistem olarak ele alınması, giriş/çıkış bağıntıları ile işlem değişkenlerinin mamul kalitesine ve maliyete etkilerinin incelenebilmesini sağlar. Başarılı bir şekil verme işlemi yapabilmek için metal akışı iyi anlaşılabilmeli ve iyi kontrol edilmelidir.metal akışının doğrultusu, şekil değiştirme miktarı ve sıcaklığın mamul özelliklerine etkisi büyüktür. Metal akışı mekanik  özellikleri ve mamul yüzeyinde veya içinde çatlak v.s. gibi kusurların oluşumunu tayin eden faktördür. Tablo 1.1 Bir plastik şekil verme işleminde değişkenler.

Malzeme Akma sınırı (şekil değiştirme miktarı, şekil değiştirme hızı, sıcaklık ve iç yapıya bağlıdır.) Şekillendirebilme (şekil değiştirme miktarı, şekil değiştirme hızı, sıcaklık ve iç yapıya bağlıdır.) Yüzey şartları Termal / fiziksel özellikler Başlangıç şartları (kimyasal bileşim, sıcaklık, iç yapı) İç yapı ve bileşim değişkenlerinin akma sınırı ile şekillendirilebilme özelliğine etkileri Kalıp Kalıp  geometrisi Yüzey şartları Malzeme / ısıl işlem / sertlik Sıcaklık Kalıpla malzeme arasındaki temas yüzeyi şartları Yağlayıcının cinsi ve sıcaklığı Temas yüzeyindeki tabakanın izolasyon ve soğuma özellikleri Sürtünme katsayısı Yağlayıcının uygulanmasına bağlı özellikler Şekil değiştirme bölgesi Şekil değiştirmenin mekaniği analiz için seçilen model Metal akışı, hızlar, şekil değiştirme hızları, şekil değiştirme miktarları Gerilmeler (şekil değiştirme sırasında ki değişmeler) Sıcaklık (ısı meydana gelişi ve iletimi ) Kullanılan makine Hız / üretim hızı Kuvvet / enerji kapasitesi Rijitlik ve hassasiyet Mamul Geometri Boyut hassasiyeti / toleranslar Yüzey pürüzlülüğü İç yapı, mekanik ve metalurjik özellikler Atölye ve çevre İnsan gücü Hava, gürültü Üretim kolaylıkları ve kontrol

Aşağıda bu değişkenler kısaca incelenmiştir.

Malzeme

Malzemenin iç yapısı ne miktarda şekil değiştirmiş olduğuna ve uygulanan ısıl işleme bağlıdır. Belirli bir kimyasal bileşim ve iç yapı için, bir plastik şekil verme işleminin incelenmesinde söz konusu olan en önemli malzeme değişkenleri akma sınırı ve farklı doğrultularda şekillendirebilme özelliğidir. (anizotropi).

Akma sınırı şekil değiştirme miktarı ile hızına ve sıcaklığına bağlıdır.

Malzemenin şekillendirilebilme özelliği ise hasara uğramadan şekil değiştirebilme kabiliyetidir ve şu faktörlere bağlıdır:

Şekil değiştirme sırasında ki şartlar(sıcaklık, şekil değiştirme hızı v.s. )

Malzeme değişkenleri (kimyasal bileşim, malzeme içinde ki boşluklar,enklüzyonlar, başlangıçtaki iç yapı gibi)

Sıcak şekil verme işlemlerinde ,şekil değiştiren malzemelerde ki sıcaklıklar da metal akışına ve işlem sırasında oluşabilecek hasara etki eder.

Kalıp ve teçhizat

En uygun teçhizatın seçiminde, üretim miktarı, iş yerinin şartları, çevre etkileri, bakım gereksinimleri v.s. dahil bütün şekil verme sistemi göz önüne alınmalıdır.

Kalıpla malzeme arasındaki temas yüzeyinde sürtünme ve yağlama

Temasyüzeyinde ki sürtünme mekaniğinin incelenmesi çok karmaşıktır. Sürtünme katsayısının tayini için çeşitli metodlar varsa bunlardan buarada söz edilmeyecektir. Dövmede yağlama konusuna ileride tekrar değinilecektir.

Şekil değiştirme bölgesi

Malzeme akışını etkileyen faktörler;

Kalıp  geometrisi

Sürtünme  şartları

Ham maddenin özellikleri

Şekil değiştirme bölgesindeki ısıl şartlar

Metal akışı mamulun kalitesi ile özelliklerine, ayrıca işlemin yapılması için gerekli kuvvet ve iş değerine etki eder. Şekil değiştirmenin mekaniği (metal akışı, şekil değiştirme hızları, şekil değiştirme miktarları, gerilmeler) herhangi bir analiz metodu seçilerek incelenebilir.

Mamul

İşlem değişkenleri mamulun makro ve mikrogeometrisine (boyutlar ve yüzey durumu) etki eder.sıcaklık şekil değiştirme miktarı ile hızı mikroyapıyı ve mamul özelliklerini tayin eder. Dolayısı ile şu hususlar göz önüne alınmalıdır.

Mamulunmikroyapısı ile özellikleri arasında ki bağıntılar

İşlem şartları ile ısıl işlemin mikroyapıya etkisi