Yüksek Basinç Döküm Yöntemi̇nde Kri̇ti̇k Proses Parametreleri̇

Hazrlayan: lhan AYDINERProje ve Sat Mdr

[email protected]

` retimi yaplan paralarda ortaya kan sorunlar` souk birleme ` Porozite` lsel hatalar

apaklanma` apaklanma ` Yapma ` arplma(pelik)` Kalp arzalar kaynakl durular` Makina ve dier yardmc retim ekipmanlarnda oluan arzalar ve

bu arzalara bal durular (yalama-ykleme-piston-ring-hazne- (y y p gplato-enjeksiyon nitesi-kontrol valfleri-Istc ya niteleri........etc)

` Kalitesiz retim` Dk verimlilik ` Yksek fire oranlar` Yksek retim maliyetleri

Dk kar marjlar ve kaybedilen rekabetilik` Dk kar marjlar ve kaybedilen rekabetilik

` Technical productuvity (teknik iyiletirmeler-gelitirmeler)` Technical productuvity (teknik iyiletirmeler gelitirmeler)` Design nerileri ile malzeme tasarrufu` Proses iyiletirmeleri ile baz proseslerin kaldrlmas

P i il i l i il i lilii l` Proses iyiletirmeleri ile verimliliin arttrlmas ` Kalp bask saylarnn arttrlmas ve kalp yatrm maliyetlerinin

drlmesi` Commercial productuvity (ticari iyiletirmeler)` Satnalma faliyetlerinde yaplacak gelitirmeler ile salanan fiyat

avantajlar) j` Lojistik maliyetlerinde yaplan iyilemeler ile yaratlan fiyat

avantajlar` Finans ynetimi ile yaratlan finansal kazanlar....` Finans ynetimi ile yaratlan finansal kazanlar....

` ERGTME` ERGTME` GAZ ALMA` DNLENDRME

DKM` DKM

` Ergitme scakl ve ergitme sonras filtrasyon ilemi` Kimyasal kompozisyon ve segregasyon faktr

f f fSf=%fe + 2%Mn + 3%Cr Sf 1,80sf 1,80 durumunda Sert metal oksit problemi karmza kar.

Yaplabilecek Flaks trleri` rt flakslar` Erimi banyo yzeyinde bir tabaka oluturarak,frn atmosferi ile temastan

kaynaklanan oksitlenmeyi nler.(T>775 c kullanlabilir)Rafinasyon flakslar` Rafinasyon flakslar

` Sv aluminyumda znm alkaliler, ve askda kalan oksit,nitrit gibi empritelerin giderilmesinde kullanlr.

` Temizleme flakslar` Temizleme flakslar ` Frn ierisindeki duvarlarda birikmi olan metalik aluminyum ve oksit

kompozitlerinin artna bal korondum oluumu meydana gelir.Bu oluumun dzenli olarak temizlenmesi gerekmektedir.G id fl k l` Gaz giderme flakslar

` Ergimi Aluminyum ierisinde nemli miktarda yaynabilen tek gaz Hidrojendir.(T>660 c Hidrojen yaynm artar)

` Frn atmosferindeki nem klelerdeki nem refrakter ve kullanlan` Frn atmosferindeki nem, klelerdeki nem,refrakter ve kullanlan aletlerdeki nem, yal hurda ve nemli flakslar, adeta birer hidrojen kayna olarak grev yaparlar.

` 2AL+3H2OAL2O3 + 6Hl k bl ld d l l h d l` Flaks tablet ortama atldnda, CL2 ve CO2 gazlar oluur ve hidrojen gazlar

, tabanda oluan gaz habbeleri ile yukar doru tanr.Gaz gidericiler klor bazl olup en populer olan hekzakloretan C2CL6 dr. Hidroskopik olduklarndan kuru yerlerde muhafaza edilmelidirler.

` Alamlama, tane kltme flakslar` Oksit inklzyonlarnn alnmas iin oluturulmu flakslara , T,B ve

Zr gibi tane kltc etkisi olan metal florrleri eklenerek yaplanZr gibi tane kltc etkisi olan metal florrleri eklenerek yaplan bir ilemdir.

` Gerekiyorsa strontium,sodyum yada antimory ile modifikasyon almasalmas

` Dinlendirme prosesi` Hammadde scakl` Sv metalin d ortama izolasyon artlar` Sv metalin d ortama izolasyon artlar

` Hazne simlasyonuy` P/Q diyagram ve dkm parametreleri

Hazne simlasyonunda, 1. fazda, hazne ii sv metal kinemetii incelenecektir.

Kaynak:VTT Endstriyel kontrol sistemleri Finlandia

2 Faz balang2. Faz balang noktas

V=1m/st=0,4s

a1= ~2m/sa1 2m/st1=0,1s

a2= ~8m/sa2 8m/st=0,1sV=0,2m/st=0,4s

Piston hareketi

hava hareketi

Sv metal hareketi

Vakum cihaznda hava emii balyorhava emii balyor

a2 8m/sa2= ~8m/s

a1= ~1m/s

` Cavitelerin 1. faz sonunda n dolum oranlar

k d k d` Piston kinematii , dkm prosesinde , porozite oluumunda direkt olarak etkilidir !!...

Kalp dolum faznda, Makina Enjeksiyon nitesindeki hidrolik b fik l if d idibasncn grafiksel ifadesidir.

Po.DPm=-------- 1.1

ddrn: Po=300 bar ve Vmax = 7m/s ve d =100 mm alnr ise;Pm=300.145/100 Pm=630,75BarQmax =Vmax d/4 Qmax=54 97 l/sQmax =Vmax..d/4 Qmax=54,97 l/s

` Teorik Dolum sresin grlen cavite dolum sresi, para+hava cepleri hacmine bal olarak hesap edilir.

k.(Tme-Tmi+s.df)t L 1 1t= ----------------. L 1.1

(Tmi-Tk)t=dolum sresi (s) cavite+hava cebi hacimleri toplam k teorik dnm katsays (s/cm)k=teorik dnm katsays (s/cm)

Tme=Sv metal caviteye giri scakl (c)Tmi=Sv metal min scaklk deeri (c)Tk=kalp scaklk deeri (c)Tk=kalp scaklk deeri (c )s=dolum tamamlandnda msade edilebilir katlama oran (%)df=Birim dnm faktr ( c/% )L= Ortalama et kalnl (cm)L Ortalama et kalnl (cm)

` Teorik Dolum sresi

t= k((Tme-Tmi+s.df)/(Tmi-Tk)).L 1.1k=0,47 (s/cm)

Tme=640 (c)6 0 ( )Tmi=588 (c)Tk=kalp scaklk deeri 230 (c)s=10(%)df=3,8( c/% )L= 4mm-(0,4 cm) t=0,47((640-588+(10.3,8))/(588-230))0,4 =47 ms

` yolluk giri kesitlerinde max ve min. hz limitleri ile basn snr` yolluk giri kesitlerinde max ve min. hz limitleri ile basn snr aralnn tayini:

V ` P =` P = --- ----

2g C ` V=Yolluk giri kesitindeki hz (cm/s) ` Vmax=65m/s alnrsa ` Pmax= (0,00276/2.9,81)(6500/0,5) =237,73 Bar ` Vmin= 50m/s/` Pmin= (0,00276/2.9,81)(5000/0,5) =140,67 Bar ` C=0,5 Al iin katsay ` Metal younluu (kg/cm)` = Metal younluu (kg/cm)

` Teorik dolum oranVc

Q=------t

Q=teorik dolum oran (cm/ s)Q ( / )Vc= cavite hacmi (cm)t=hesaplanan teorik dolum sresi (s)Vc= m/ 1Vc= m/ 1m= Caviteyi dolduran Alminyum ktlesi (kg)=sv metal younluu (kg/cm)

m=729,56g x 4Vc=729,56 *4 /2,76 =1057,33 cm Q=1057,33/ 0,047 = 22496,38 (cm/s) = 22,50 l/s Q 1057,33/ 0,047 22496,38 (cm /s) 22,50 l/s

P (bar)

600630,75

500En ideal alma noktas, Y k k idi

300

400 Yamuk merkezidir.

200

300237,73

100

200140,67

Q (l/s)22,5 54 97 Q (l/s)10 20 30 40 50 60

54,97

Kaynak: The University of Queensland Brisbane Australia 2005Kaynak: The University of Queensland Brisbane Australia 2005Proses makinas: 530 Ton Bhler

` Elektronik kontrol nitesi kasas retimi ` 2. faz enjeksiyon hznn kalp i basncna ve porozite

l ki ioluumuna etkisi ` 3. Faz basnnn porozite zerine etkileri` Ayn kalp ve ayn makinada ayn parametreler ile iki farkl alam y p y y p

kullanm durumunda para kalitesindeki deiim EN AC 46000 ve EN AC 47000

` PROSEDR` PROSEDR(1, 1,8, 3,8 m/s piston hzlar) Piston hz kontrol sensr Makinaya adapte11M 23M 30 M d l i d i` 11Mpa-23Mp ve 30 Mpa deerlerinde retim(Kalp ekirdek yzeylerine yerletirilen 3 adet basn lm sensr ile kalp i basnlar llyor)%100 x-ray kontrol ,ile retilen paralarda porozite oranlar

mukayese ediliyor.

` Basn sensrleri tepki sresi 7sAl l` Alamlar

EN AC 47000 EN AC 46000EN AC 47000 EN AC 46000

110bar 220bar 300bar

110 bar 220 bar 300 bar

220 b 300 b220 bar 300 bar

` Deneyden kartlan sonular:` Deneyden kartlan sonular:` Piston hz ykseldike, paralarda porozite problemi artar` Piston hznn artan yada azalan ynde kalp i basncna etkisi

yokturyoktur.` 3. faz basnc arttrldka, porozite problemi azalr.` Bakr oran dk alamlarda , porozite oluumu , bakr oran daha

k k l l l d h k ktiyksek olan alamlara gre daha yksektir.

` Teorik dolum sresi hesab ` Teorik dolum oran ` Yolluk girilerindeki kesit tayini` Yolluk girilerindeki kesit tayini ` Bask arlnn hesaplanmas` Kalplanm halde bask projeksiyon alan tayini` Hazne doluluk orannn hesaplanmas ve hazne seimi` htiya duyulan i basnc karlayabilecek makina kilitleme

kuvvetinin hesab ve makina seimiAna yolluklarn kesit tayini

` Is transfer hesaplamalar ( bask saysna gre uzaklatrlmas gereken s miktar)gereken s miktar)

` Kalp soutma sistemi iin soutma kanal ap ve boy hesaplamas` Soutma nitesi g ve debi hesaplamas

K l d l i l l` Kalp tasarmn dorulama ve simlasyon almas` Smlasyon almasna gre tasarmn final ekle getirilmesi` Kalp imalat sreci ve kalbn imalatnn planlanan tasarma gre

tamamlanmas

Para gramaj: 598gP l 177 46 Para yzey alan: 177,46cmKalp gz says: 4

` Bask arl:=m.kn.hcf.yf.tf` Bask arl: m.kn.hcf.yf.tf` m= Para gramaj (598g)` Kn: kalp gz says (4)

h f 1 20` hcf=1,20` yf=1,60 Yolluk faktr` tf=1,10 Topuk faktr` Teorik bask arl:5052g

` projeksiyon alan (pa) (cm)` projeksiyon alan (pa) (cm )` pa=a.hcfp.yfp.tf.kn ` A:para projeksiyon alan(177,46cm)

h f h bi f kt (1 15)` hcfp:hava cebi faktr (1,15)` yfp:yolluk faktr (1,50)` tf: topuk faktr (1,10)` kn: kalp gz says (4)` Teorik projeksiyon alan : 1347cm

hdo

Hazne doluluk Oran (hdo): %40-%50

` (Sv metal hacmi /aktif hazne hacmi).100

` =5052g/(( .10/4).50.2,76) =%46,6

Pm=Po.D/d Pm=250.145/100 Pm=525,625BarFk=Pm.Ap =525,625. 1347 =708,016 Ton

Not: 3. faz basnc 265 Bar deerini gememelidir. rn. 300Bar olmas durumunda, FK=850 Ton olacaktr.....!

` yolluk giri kesitlerindeki max ve min. hz limitlerinine gre Bernoulli y g gdenklemi ile basn snrlarn belirler isek:

Q Q Q` V = --- P= --- ----- A=---------------------

A 2g A.C C `` A=40000/0,5(200.2.9,81/0,00276)

(P.2g/)

/ , ( , / , )` A=6,7 cm =670 mm ` Her cavite iin min 167mm kesit ihtiyac mevcuttur.

ll k k l` Ana yolluk kesitleri tayini` Her gz iin ihtiya olan giri kesiti s ise ;` s= 167mm olarak P/Q diyagramnda hesapland.y g p` Tayc kol st = 2.s alnmaldr.` Tayc kol geometrisi trapez ise

10x

b10 tan10=x/b X=b.tan10Taral alan: a.b-2(b.b.tan10)/2St=2s= (a.b-b tan 10)

a a=1,5-2b b=(2s/1,8)

b ( )b= (2x167/1,8) = 13,62mma=24,5mm

Bask arl:=m.kn.hcf.yf.tfm= Para gramaj (598g)Kn: kalp gz says (4)hcf=1,20yf=1,60 Yolluk faktrtf=1,10 Topuk faktr

k b k l Teorik bask arl:5052g Gerekleen arlk :5029g projeksiyon alan

h f f tf k=a.hcfp.yfp.tf.kn a=177,46cmhcfp:1,15yfp 1 50

yfp=1,50tf=1,10kn=4

Teorik projeksiyon alan : 1347cmTeorik projeksiyon alan : 1347cmGerekleen p. alan: 1378 cm

` Soutma sistemi tasarm` Istc nite gcnn belirlenmesi` 1kg bask iin` T1=640C Metal scakl ` T2= 230C Parann kalptan alnd andaki scakl` C=0,23 kcal/kg C aluminyum alam zgl ss` Cg =93 kcal/kg C (aluminyum gizli ss)g g y g

Q=mct +Cg =1kg.0,23kcal/kgC.410C+ 93kcalQ=187,3 kcal/kgBask arl m= 5052g gSaatte planlanan bask adedi= 60 bask/saatSaatte kalba aktarlan s miktar =5,052.187,3.60 =56774,376 Kcal/ h1 cal=4,18joule ve 1kw=860kCal ise j

56774,376Kcal/860Kcal=66 kwHer kalp yarm iin ~ 33kw stcya ihtiya vardr.

` Soutma sistemi tasarm` Soutma sistemi tasarm` Istc nite debisinin belirlenmesi` Vs(l/dakika)=60 Q/(c (Tk Ty))` Vs(l/dakika)=60.Q/(c. .(Tk-Ty))` Q (transfer edilecek enerji)=33 Kw (her bir kalp yarm iin)` c=Yan zgl ss (kw/kgK) =2,54 kw/kgK` Tk=kalp yzey scakl (C)=220 C` Ty=soutma sistemi ya scakl (C)=180` = soutma sistemi ya younluu (kg/l)=0,75 kg/l y y ( g/ ) , g/` Vs=60.33/(2,54.40.0,75)=26 l/dakika(her bir stc nite iin)

` Soutma sistemi tasarm` Soutma sistemi tasarm` KALIPTAK SOUTMA KANALI UZUNLUU

AL = x (2 ~2 5)L = ------------x (2 ~2,5)

. d

A Is deiimi yzey alan cm (projeksiyon alan)A = Is deiimi yzey alan cm (projeksiyon alan)L = Soutma kanal toplam uzunluu (cm)d = Soutma kanal ap (10mm alalm)

1378 (cm)L= --------------- x 2 = 438,63cm =877cm Toplam uzunluk

3,14.1(cm)

Soutma sistemi tasarm

` Hesaplanan soutma geometrisi` Hesaplanan soutma geometrisi1378cm

L= --------------- x 2 = 438,63cm =877cm Toplam uzunluk3 14 1(cm)3,14.1(cm)

Gerekleen soutma kanal geometrisi

=4x(82cm +98cm+37)=884cm

215mm

126mmINOUT

m

2

2

0

m

m

1

4

5

m

m

120mm HCSoutmaap =10mmSoutmaBoyu =~920mm

m4

2

m

m

35

88mm

65mm

35mm

6

4

m

m

67mm

m

7

7

m

m

4

m

m

SC91mm

2

4

Soutmaap =10mmSoutmaBoyu =~990mm

m9

m

m

9

2

m

m

m

1

9

1

2

,

5

m

m

m

m

7

3

m

m

4

8

m

m

2

1

m

m

4

8

m

SC

3

0

m

m

19

m

m

1

m

m

2

9

86mm

m

9

2

m

m

Soutmaap =12mmSoutmaBoyu =~300mm

V6

DATE: 17.12.2010 PART: - NO: 2612078 CUSTOMER: VALEO

FOUNDRY: ELK EL

RUNNER GEOMETRY

FILLINGV6


FOUNDRY: ELK EL

SIMULATIONS PARAMETERS

1383mm

2411gr21/m/s

182182gr

605gr AlSi9Cu3605gr

750T

4843gr

3030 mm

4m/s 0 15m/s47%

100mm

300 B4m/s

473mm0,15m/s249,5m

mBar

FILLINGV6


FOUNDRY: ELK EL

TEMPERATUREV6


FOUNDRY: ELK EL

VELOCITYV6


FOUNDRY: ELK EL

POROSITYV6


FOUNDRY: ELK EL

HOTSPOTV6


FOUNDRY: ELK EL

PRESSUREV6


FOUNDRY: ELK EL

TEMPERATUREV6


FOUNDRY: ELK EL

MOLD EROSIONV6


FOUNDRY: ELK EL

DIE SOLDERINGV6


FOUNDRY: ELK EL

lm

a

s

O

p

.

a

t

a

L

E

D

L

E

N

A

D

E

T

d

i

T

A

R

H

P

A

R

A

K

O

D

U

K

A

L

I

P

N

O

M

A

K

N

E

N

O

R

N

G

R

U

B

U

S

o

u

k

b

i

r

l

e

m

e

D

k

m

B

o

l

u

u

E

k

s

i

k

D

k

m

k

n

t

K

a

b

a

r

m

a

K

r

k

P

a

r

a

k

o

p

u

k

N

e

g

a

t

i

f

k

o

p

m

a

E

z

i

k

/

e

r

i

S

a

l

g

/

Y

a

l

p

a

t

i

c

i

h

a

t

a

l

T

r

l

a

m

a

/

T

a

k

m

d

a

l

a

p

a

k

l

K

u

m

l

a

m

a

h

a

t

a

l

l

h

a

t

a

l

/

E

k

s

i

k

O

a

t

l

a

k

S

y

r

m

a

/

t

u

t

m

a

L

e

k

e

l

i

A

k

s

i

y

o

n

a

l

n

a

n

h

a

Y

a

b

a

n

c

m

e

t

a

l

T

O

P

L

A

M

K

O

N

T

R

O

L

T

o

p

l

a

m

H

a

t

a

l

A

d

e

d

I

S

K

A

R

T

A

%

'

s

i

5.11.10 2612078 1 1 Alternatr 210 0 0,009.11.10 2612078 1 1 Alternatr 34 8 6.362 42 0,6610.11.10 2612078 1 1 Alternatr 20 6 3.616 26 0,7211.11.10 2612078 1 1 Alternatr 8 2 3.380 10 0,3012.11.10 2612078 1 1 Alternatr 2 2 214 4 1,8720.11.10 2612078 1 1 Alternatr 12 6 2 2.750 20 0,7322.11.10 2612078 1 1 Alternatr 13 1 8 4 1 4.437 27 0,6123.11.10 2612078 1 1 Alternatr 50 4 4 1 2.999 59 1,9724.11.10 2612078 1 1 Alternatr 14 16 2 10 2.772 42 1,5224.11.10 2612078 1 1 Alternatr 14 16 2 10 2.772 42 1,5229.11.10 2612078 1 1 Alternatr 2 912 2 0,221.12.10 2612078 1 1 Alternatr 14 2 3.166 16 0,512.12.10 2612078 1 1 Alternatr 6 1 2 2.316 9 0,393.12.10 2612078 1 1 Alternatr 30 3 3.813 33 0,874.12.10 2612078 1 1 Alternatr 17 3 4 3.174 24 0,766.12.10 2612078 1 1 Alternatr 52 4 12 5.738 68 1,197.12.10 2612078 1 1 Alternatr 28 8 4.126 36 0,878.12.10 2612078 1 1 Alternatr 5 2 5.367 7 0,139.12.10 2612078 1 1 Alternatr 5 2 1.577 7 0,4414.12.10 2612078 1 1 Alternatr 9 2.849 9 0,3215.12.10 2612078 1 1 Alternatr 24 5 2 2 3.813 33 0,8716.12.10 2612078 1 1 Alternatr 20 2 1 4.433 23 0,5217.12.10 2612078 1 1 Alternatr 15 6 1 2 4.224 24 0,5718.12.10 2612078 1 1 Alternatr 13 1.693 13 0,7720 12 10 2612078 1 1 Alternatr 1 346 0 0 0020.12.10 2612078 1 1 Alternatr 1.346 0 0,0029.12.10 2612078 1 1 Alternatr 5 845 5 0,5930.12.10 2612078 1 1 Alternatr 44 10 4.044 54 1,3431.12.10 2612078 1 1 Alternatr 34 21 11 4.476 66 1,474.1.11 2612078 1 1 Alternatr 14 6 2 2.962 22 0,74

485 85 22 80 87.614 0,79Toplamretilenparaadedi: 87614Ortalamaifireoran: 0,79% 600Toplamhatalretilenparaadedi 672soukbirleim 485dkmboluu 85ezikeri 80krk 22

200

300

400

500

soukbirleim

dkmboluu

ezikeri

% 72,17

0

100

1

krk

Documents

Yüksek Basinç Döküm Yöntemi̇nde Kri̇ti̇k Proses Parametreleri̇