Yıl: 2023 Cilt: 11 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 421 - 430 Metin Dili: İngilizce DOI: 10.29109/gujsc.1211920 İndeks Tarihi: 07-07-2023

The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material

Öz:
Aluminium is one of the fundamental materials used in many sectors, such as, automotive, defence, aviation, etc. Generally, aluminium parts are formed by using die-casting methods in manufacturing industry. Machines, which are used, for die-casting process have many parameters that affect the molded parts’ mechanical properties. In this study, the effect of casting parameters on the mechanical properties of used material was investigated. A test part that is manufactured currently on a die-casting machine in a sector was found out to do experimental works. An aluminum alloy, named Al𝑆𝑖12𝐶𝑢 (EN AC 47000), that is used widely in die-casting techniques was preferred. Three parameters, such as, metal injection velocity (m/s), time of the die opening (s) and molten metal temperature (°C), were selected. In addition, 27 test parts that were determined by the full factorial experimental design method were manufactured for the molding parameters. Moreover, some mechanical tests, hardness and tensile, were performed on the parts. The test data were analysed with the full factorial and ANOVA statistical methods. As a results of the analysis, the highest hardness value was obtained as 85 HB when the molten metal temperature was 750 °C, the injection velocity was 1,3 m/s and the mold opening time was 10 s. The maximum value of the tensile strength was gotten as 264 MPa in the parameters that are the molten metal temperature 725 °C, injection velocity 4 m/s and the mold opening time was 12 s.
Anahtar Kelime: Aluminium High Pressure Die Casting Factorial Design Mechanical Properties Design of Experiment Analysis of Variance

Yüksek Basınçlı Döküm Makinesi Parametrelerinin Alüminyum Alaşımlı Malzemenin Mekanik Özelliklerine Etkisi.

Öz:
Alüminyum, otomotiv, savunma, havacılık vb. birçok sektörde kullanılan temel malzemelerden biridir. İmalat sanayinde genellikle basınçlı döküm yöntemleri kullanılarak alüminyum parçalar oluşturulmaktadır. Basınçlı döküm işleminde kullanılan makineler, kalıplanan parçaların mekanik özelliklerini etkileyen birçok parametreye sahiptir. Bu çalışmada döküm parametrelerinin kullanılan malzemenin mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Halihazırda bir sektörde basınçlı döküm makinesinde imal edilen bir test parçasına deneysel çalışmalar yapılmıştır. Basınçlı döküm tekniklerinde yaygın olarak kullanılan Al𝑆𝑖12Cu (EN AC 47000) adlı alüminyum alaşımı tercih edilmiştir. Metal enjeksiyon hızı (m/s), kalıp açma süresi (s) ve ergimiş metal sıcaklığı (°C) gibi üç parametre seçilmiştir. Ayrıca kalıplama parametreleri için tam faktöriyel deneysel tasarım yöntemi ile belirlenen 27 adet test parçası üretilmiştir. Ayrıca parçalar üzerinde sertlik ve çekme gibi bazı mekanik testler yapılmıştır. Test verileri tam faktöriyel ve ANOVA istatistiksel yöntemleri ile analiz edildi. Analiz sonucunda ergimiş metal sıcaklığı 750 °C, enjeksiyon hızı 1,3 m/s ve kalıp açma süresi 10 s olduğunda en yüksek sertlik değeri 85 HB olarak elde edilmiştir. Erimiş metal sıcaklığı 725 °C, enjeksiyon hızı 4 m/s ve kalıp açma süresi 12 s olan parametrelerde çekme dayanımının maksimum değeri 264 MPa olarak elde edilmiştir.
Anahtar Kelime: Alüminyum Yüksek Basınçlı Döküm Faktöriyel tasarım Mekanik Özellikler Deney Tasarımı Varyans Analizi

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Ç. Çağan, M. Uğurlu and B. Buldum, Aluminum and Its Alloys Applications in Military Vehicles., in II. International Defense Industry Symposium, Kırıkkale, 2017.
  • [2] X. Dong, . H. Yang, . X. Zhu and S. Ji, "High Strength and Ductility Aluminium Alloy Processed by High Pressure Die Casting," Journal of Alloys and Compounds, vol. 773, pp. 86-96, 2019.
  • [3] O. Serçe and M. Koru, "Yüksek Basınçlı Döküm Prosesinde Enjeksiyon Parametrelerine Bağlı Olarak Döküm Simülasyon," Cumhuriyet Science Journal, vol. 36, no. 5, pp. 10-23, 2015.
  • [4] V. Toptaş, "Bir Alüminyum Alaşımı ile Basınçlı Döküm Yöntemi Kullanılarak Tabanca Gövdesi Üretimi," Istanbul Technical University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Master Thesis, 2014.
  • [5] F. Mert, A. Özdemir and Ç. Karataş, "Magnezyum Alaşımlarının Basınçlı Döküm Yöntemiyle Kalıplanabilirliğinin Değerlendirilmesi," Journal of Polytechnic, vol. 13, no. 3, pp. 165-176, 2010.
  • [6] Y. B. Süslü, M. S. Acar, O. Özcan , M. Mutlu and Ö. Keleş, "Yüksek Basınçlı Alüminyum Döküm İle Üretilen Ürün Kalitesine AlTi5B1ve AlB3 Ön Alaşımının Etkisi," in TÜDÖKSAD 2nd Casting Conference, 2019.
  • [7] M. A. Haque, B. K. Jena and D. K. Mohanta, "Optimization of Process Parameters In Cold Chamber Pressure Die Casting Using DOE," vol. 4, 2017.
  • [8] M. Mihailescu, A. Negrea, M. Ciopec, P. Negrea, N. Duteanu, I. Grozav, P. Svera, V. Cosmin, A. Barbulescu and C. S. Dumitriu, "Full Factorial Design Gold Recovery from Industrial Solutions," Toxics, vol. 9, no. 5, 2021.
  • [9] A. Spanelis and A. D. Walker, "A Multi- Objective Factorial Design Methodology for Aerodynamic Off-Takes and Ducts," Aerospace, vol. 9, no. 3, 2022.
  • [10] I. A. Mohammed, M. T. Bankole, A. S. Abdulkareem, S. S. Ochigbo, A. S. Afolabi and O. K. Abubakre, "Full factorial design approach to carbon nanotubes synthesis by CVD method in argon environment," South African Journal of Chemical Engineering, vol. 24, pp. 17-42, 2017.
  • [11] G. Akman and C. Özkan, "Sac İmalatında Karşılaşılan Yapışma Probleminin Deney Tasarımı İle Çözümü," Doğuş University Journal, pp. 187-199, 2011.
  • [12] M. Korkmaz, C. Özmetin, E. Özmetin, E. Çalgan and Y. Süzen, "Boron Removal by Aluminum Modified Pumice and Aluminum Hydroxide from Boron Mine Wastewater-Full Factorial Experimental Design," Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 10, no. 1, pp. 1-13, 2021.
  • [13] T. Wang, J. Huang, H. Fu, K. Yu and S. Yao, "Influence of Process Parameters on Filling and Feeding Capacity during High Pressure Die- Casting Process," Applied Sciences, vol. 12, no. 9, 2022.
  • [14] B.Gökçe and S. Taşgetiren, "Kalite İçin Deney Tasarımı",Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, vol. 6, no. 1, pp. 71-83, 2009.
  • [15] D.C. Montgomery, Design and Analysis of Experiments, vol. 7th, New York: John Wiley & Sons, 2008.
APA AKKAYA E, kayir y (2023). The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. , 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
Chicago AKKAYA EMRE,kayir yunus The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. (2023): 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
MLA AKKAYA EMRE,kayir yunus The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. , 2023, ss.421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
AMA AKKAYA E,kayir y The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. . 2023; 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
Vancouver AKKAYA E,kayir y The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. . 2023; 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
IEEE AKKAYA E,kayir y "The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material." , ss.421 - 430, 2023. 10.29109/gujsc.1211920
ISNAD AKKAYA, EMRE - kayir, yunus. "The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material". (2023), 421-430. https://doi.org/10.29109/gujsc.1211920
APA AKKAYA E, kayir y (2023). The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 11(2), 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
Chicago AKKAYA EMRE,kayir yunus The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 11, no.2 (2023): 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
MLA AKKAYA EMRE,kayir yunus The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.11, no.2, 2023, ss.421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
AMA AKKAYA E,kayir y The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2023; 11(2): 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
Vancouver AKKAYA E,kayir y The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2023; 11(2): 421 - 430. 10.29109/gujsc.1211920
IEEE AKKAYA E,kayir y "The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 11, ss.421 - 430, 2023. 10.29109/gujsc.1211920
ISNAD AKKAYA, EMRE - kayir, yunus. "The Effect of High Pressure Die-Casting Machine’s Parameters on the Mechanical Properties of the Aluminium Alloy Material". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 11/2 (2023), 421-430. https://doi.org/10.29109/gujsc.1211920