FARKLI SÜRELERDE KRİYOJENİK İŞLEM UYGULANMIŞ AISI D3 SOĞUK İŞ TAKIM ÇELİĞİ ZIMBALARDA AŞINMA DAVRANIŞLARI VE TAKIM ÖMRÜ

Abstract

In this study, the DIN 9861 pierce punchs made of AISI D3 tool steel were subjected to the cryogenic treatment and the wear behaviour of punches were examined. For this purpose, the D3 tool steel punches in 24 and 36 hours were treated in cryogenic at -145o C . The hardness values and dimensions of punches were measured before and after cryogenic treatment. Cryogenic treated and non-treated puches were conducted on the stainless steel sheet metal which has 1,5 mm thickness for piercing. The weight losses each punch were measured at the end of 6000th , 12000th , 18000th , 24000th cycle, the face and flank wears of punches were obtained by the microscope images. Also, SEM images of wear were taken and evaluated. The wear resistanceof cryogenically treated punches are found to have increased at 24000 Number of punching, but an increase in cryogenic processing time was not affected the punch life.

Keywords

• Piercing punch, Cryogenic treatment, Punch wear, Punch life

FARKLI SÜRELERDE KRİYOJENİK İŞLEM UYGULANMIŞ AISI D3 SOĞUK İŞ TAKIM ÇELİĞİ ZIMBALARDA AŞINMA DAVRANIŞLARI VE TAKIM ÖMRÜ

Öz

Bu çalışmada, AISI D3 takım çeliğinden yapılmış DIN 9861 zımbaya yapılan kriyojenik işlemin, zımbanın aşınma davranışına etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla D3 takım çeliği zımbalar farklı sürelerde -145C°’de kriyojenik işleme tabi tutulmuştur. Kriyojenik işlem öncesi ve sonrası zımbaların sertlik değerleri ve boyutları ölçülmüştür. İşlem yapılmış ve yapılmamış D3 takım çeliği zımbalar ile 1,5 mm kalınlığındaki paslanmaz çelik (AISI 304) sac levhalar işlenerek delme deneyleri yapılmıştır. Herbir zımba 6000, 12000, 18000, 24000 delme sonunda ağırlık kaybı, delme ucu alın ve yanak aşınmaları mikroskop görüntüleri, SEM görüntüleri ve mikroyapı görüntüleri elde edilmiş ve değerlendirilmiştir. 24000 Delme sayıları için kriyojenik işlemin D3 takım çeliği zımbaların aşınma direncini artırmış olduğu görülmüştür ancak kriyojenik işlem süresi zımba ömrüne önemli bir etki yapmamıştır.

Anahtar Kelimeler

• Delme zımbası, Kriyojenik işlem, Zımba aşınması, Zımba ömrü

References

1. Sub-zero Treatment of Steels, Linda Gas, Special Edition,2010.
2. Arslan, Y., Özdemir, A., ”AISI D3 Soğuk İş Takım Çeliği Zımbalarında Sıfıraltı / Kriyojenik İşlemin Aşınmaya Etkisi”, 3. Ulusal Talaşlı İmalat Sempozyumu, 04-05 Ekim, 62-71, (2012 Ankara, Türkiye).
3. Firouzdor, V., Nejati, E., Khomamizadeh, F., Effect of deep cryogenic treatment on wear resistance and tool life of M2 HSS drill, Journal of Materials Processing Technology, 206, (2008); 467-472.
4. Akhbarizadeh, A., Shafyei, A., Golozar, M.A., Effects of cryogenic treatment on wear behavior of D6 tool steel, Materials and Design, in Pres. Da silva, F.J., Franco, D.D., Machado, A.R., Ezugwu, E.O., Souza Jr, A.M., Performance of cryogenically treated HSS tools, Wear, 261, (2006); 674-685
5. Mohan Lal, D., Renganarayanan, S., Kalanidhi, A., Cryogenic treatment to augment wear resistance of tool and die steels, Cryogenics, 41, (2001); 149-155
6. Hern´andez, J.J., Franco, P., Estrems, M., Fuara, F., Modelling and experimental analysis of the effects of tool wear on form errors in stainless steel blanking, Journal of Materials Processing Technology, 180 (2006);143–150.
7. Tekiner, Z., Nalbant, M., Gürün, H., An experimental study for the effect of different clearances on burr, smooth-sheared and blanking force on aluminium sheet metal, Materials and Design, 27 (2006); 1134–1138.
8. Myint M.Y., Fuh, J.Y.H., Wong, Y.S., Lu, L., Chen, Z.D., Choy, C.M., Evaluation of wear mechanisms of Y-TZP and tungsten carbide punches, Journal of Materials Processing Technology, 140 (2003); 460–464.

9. Al-Momani, E., Rawabdeh, I., An Application of Finite Element Method and Design of Experiments in the Optimization of Sheet Metal Blanking Process, Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, 2(1) (2008); 53 -63, Hambli, R., A code for sheet metal blanking processes optimization, Journal of Materials Processing Technology, 141 (2003); 234–242.
10. Wang, L., Nie, X., Housden, J., Spain, E., Jiang, J.C., Meletis, E.I., Leyland, A., Matthews,A., Material transfer phenomena and failure mechanisms of a nanostructured Cr– Al–N coating in laboratory wear tests and an industrial punch tool application, Surface & Coatings Technology, 203 (2008); 816–821.
11. Gr´eban, F., Monteil, G., Roizard, X., Influence of the structure of blanked materials upon the blanking quality of copper alloys, Journal of Materials Processing Technology , 186 (2007); 27–32.
12. Akyürek, F., “Kesme zımbalarındaki aşınma tiplerinin deneysel olarak incelenmesi”, Gazi üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-30 (2010).
13. Lawanwong, K., Pornputsiri, N., Luangsopapun, G., An Investigation of Adhesion Wear Behavior of Tool Steel on Blanking Die, 2011 International Conference on Advanced Materials Engineering; IPCSIT Press vol.15 (2011), Singapore.
14. Hern´andez, J.J., Franco, P., Estrems, M., Fuara, F., Modelling and experimental analysis of the effects of tool wear on form errors in stainless steel blanking, Journal of Materials Processing Technology, 180 (2006);143–150.
15. Dhokey, N.B. S., Nirbhavne S., Dry sliding wear of cryotreated multiple tempered D-3 tool steel, journal of materials processing technology ,209 (2009 );1484–1490.
16. Traş, M.O., “Yapay sinir ağları kullanarak kesme kalıplarındaki çapak ve kesme düzlüğünün tahmini”, Gazi üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-22 (2007). Kahraman, E., “Sac metal malzemelerin kalıpta kesilebilme özelliklerine kesme boşluğunun etkisi”, Yüsek Lisans Tezi, Gazi üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-158 (2006).
17. Tekiner, Z., Nalbant, M., Gürün, H., An experimental study for the effect of different clearances on burr, smooth-sheared and blanking force on aluminium sheet metal, Materials and Design, 27 (2006); 1134–1138.
18. İnternet : http://www.matetoolingsolutions.co.uk/pdf/punch_press/Mate%20Thick %20Turret % 20Tooling%20Manual.pdf/ (2012).
19. Huang,J.Y., Zhu,Y.T., Liao,X.Z., , Beyerlein,I.J., Bourke,M.A., MitchellT.E., Microstructure of crygenic treated M2 tool steel, Materials Science and Engineering, A339(2003);241-244.
20. Çiçek, A., Ekici,E., Uygur, İ., Akıncıoğlu, S., Kıvak,T., AISI D2 Soğuk İş Takım Çeliğinin Delinmesinde Derin Kriyojenik İşlemin Takım Ömrü Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması, SDU International Journal of Technological Science, Vol. 4, No 1, June 2012; pp. 1-9.