Alsi12cu1(FE) alüminyum alaşımının yüksek basınçlı döküm prosesinde çekinti porozitesinin azaltılması ve performans analizi
Reduction of shrinkage porosity and performance evaluation in the high pressure die casting process of alsi12cu1(FE) alumnum alloy
- Tez No: 989543
- Danışmanlar: PROF. DR. EKREM ALTUNCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alüminyum alaşımları, Basınçlı döküm, Döküm hataları, Simülasyon optimizasyonu, Aluminum alloys, Pressure die casting, Casting defects, Simulation optimization
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alüminyum alaşımları, hafiflikleri, yüksek mekanik özellikleri ve korozyon dirençleri sayesinde birçok sektörde kritik bir mühendislik malzemesi olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Yüksek Basınçlı Döküm (HPDC) yöntemi, hızlı üretim süreleri, mükemmel yüzey kalitesi ve üstün mekanik özellikler sunması nedeniyle özellikle ince cidarlı ve karmaşık yapılı parçaların üretiminde tercih edilmektedir. Bu yöntem, otomotiv, havacılık, ve elektrik-elektronik gibi sektörlerde geniş bir uygulama alanına sahiptir. Ancak, HPDC prosesi diğer döküm yöntemlerinde olduğu gibi bazı döküm hatalarına yatkındır. Seri üretim sırasında en sık karşılaşılan hatalar arasında gaz porozitesi ve çekinti porozitesi yer almaktadır. Gaz porozitesi, ergimiş metal içinde hava veya diğer gazların hapsolmasıyla oluşurken, çekinti porozitesi metalin katılaşma sürecinde meydana gelen hacim azalması nedeniyle oluşmaktadır. Bu hatalar, döküm parçalarının özellikle mekanik performansını ve sızdırmazlığını olumsuz etkileyerek hurda oranlarının artmasına sebep olabilmektedir. Bu tez çalışmasında, AlSi12Cu1Fe alaşımından üretilmiş bir otomotiv parçasında tespit edilen çekinti porozitesinin kök nedenleri, sistematik bir yöntem olan Balık Kılçığı Diyagramı kullanılarak analiz edilmiştir. Araştırma kapsamında gerçekleştirilen, döküm deney gruplarına kalite analizleri için görsel muayne, radyografik muayne (X-Ray radyoskobisi) , Optik Mikroskop ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri uygulanmıştır. Ayrıca, kalıp sıcaklığının optimizasyonunu sağlamak amacıyla termal kamera ölçümleri yapılmış ve katılaşma süreci analizi simülasyon yazılımı ile incelenmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda deney grupları, kalite kontrol standartlarına göre sınıflandırılmış ve seri üretim için en uygun proses parametreleri belirlenmiştir. Deney dökümleri sonucunda, sıkıştırma basınçı ve kalıp sıcaklığının optimizasyonunun çekinti porozitesi üzerinde önemli iyileştirmeler sağladığı tespit edilmiştir. Uygulanan sıkıştırma basıncındaki artışın döküm hataları üzerindeki etkisi de değerlendirilmiştir. Bu çalışma, çekinti porozitesinin azaltılması veya önlenmesine yönelik pratik ve uygulanabilir çözümler sunarak HPDC sürecinin daha etkin ve kontrollü bir şekilde yönetilmesine katkıda bulunmayı amaçlamaktadır. Elde edilen araştırma sonuçları, döküm süreçlerinde proses parametrelerinin (3.faz ve kalıp sıcaklığı) optimizasyonu, ürün kalitesinin artırılması ve daha verimli üretim stratejilerinin geliştirilmesi açısından önemli kazanımlar sağlamanın yanı sıra, üretim hattında karşılaşılan hataların daha erken tespit edilmesine de destek olmaktadır.
Özet (Çeviri)
Aluminum alloys are widely used as critical engineering materials across many sectors due to their lightweight nature, high mechanical properties, and corrosion resistance. The High Pressure Die Casting (HPDC) process is preferred particularly for the production of thin-walled and geometrically complex components, as it offers fast production rates, excellent surface quality, and superior mechanical properties. This method has broad application areas in industries such as automotive, aerospace, and electrical-electronics. However, similar to other casting methods, the HPDC process is also prone to certain casting defects. Among the most frequently encountered defects in mass production are gas porosity and shrinkage porosity. Gas porosity occurs when air or other gases become trapped within the molten metal, whereas shrinkage porosity forms due to volumetric contraction during the solidification of the metal. These defects negatively affect the mechanical performance and leak-tightness of cast components, leading to increased scrap rates. In this thesis study, the root causes of shrinkage porosity identified in an automotive component produced from AlSi12Cu1Fe alloy were analyzed using the systematic Fishbone (Ishikawa) Diagram methodology. Within the scope of the research, visual inspection, radiographic inspection (X-ray radioscopy), optical microscopy, and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses were performed on casting experiment groups for quality evaluation. In addition, thermal camera measurements were conducted to optimize mold temperature, and the solidification process was examined using simulation software. Based on the findings, the experimental groups were classified according to quality control standards, and the most suitable process parameters for mass production were determined. The results of the experimental castings indicated that the optimization of intensification pressure and mold temperature provides significant improvements in reducing shrinkage porosity. The effect of increased intensification pressure on casting defects was also evaluated. This study aims to contribute to a more effective and controlled management of the HPDC process by offering practical and applicable solutions for the reduction or prevention of shrinkage porosity. The obtained research results not only provide significant gains in terms of optimizing process parameters (third-phase pressure and die temperature), improving product quality, and developing more efficient production strategies in casting processes, but also support the earlier detection of defects encountered in the production line.
Benzer Tezler
- AlSi12Cu1(Fe)alaşımının yüksek basınçlı dökümünde safsızlık elementlerinin ve döküm parametrelerinin mikroyapı özelliklerine etkisinin incelenmesi
An investigation of the effect of the impurity elements and the casting parameters on microstructural properties of high pressure die casting of AlSi12Cu1(Fe)1(FE) alloy
EMRE BAŞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUZAFFER ZEREN
- Yüksek basınçlı döküm prosesi ile üretilen alüminyum otomotiv parçalarında kalıp tasarım değişikliklerinin parça döküm kalitesi üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of die design modifications on casting part quality in aluminum automotive parts produced by high pressure die casting process
ONUR KENAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM ALTUNCU
- Yüksek basınçlı döküm parametrelerinin alüminyum döküm parçalarda gözenek oluşumuna etkisi
Effects of high pressure die casting parameters on porosity formation in aluminium casting parts
LEYLA ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriYalova ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TURAN
- An experimental and a numerical investigation of a high pressure die casting aluminium alloy
Yüksek basınçlı alüminyum alaşımı dökümünün deneysel ve nümerik bir incelemesi
ÖZLEM BOYDAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT SAVAŞ
- Toz metalurjisi yöntemi ile alüminyum esaslı köpük sandviç yapı üretimi
Production of closed-cell aluminum foam-based sandwich structures by powder metallurgy technique
HÜSEYİN DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜRKER