Investigation of Effect of Mold Preheating Temperature on Feeding on Aluminum Alloys in Die Casting

Year 2018, Volume: 8 Issue: 2, 131 - 140, 31.12.2018

Murat Çolak İbrahim Arslan

https://doi.org/10.31466/kfbd.463100

Cited By: 1

Abstract

Die casting is the process that can produce geometrically complex metal parts using reusable molds. Due to the die casting method is an expensive method, it is preferred for mass production, but it gives a high quality result in the casting of complex and small parts. Molded casting can be made from a large number of melted materials at low temperatures (i.e. aluminum). The surfaces of the produced parts are clean and high quality and it does not require any machining process. Since the mold heat transfer coefficient is much higher than the sand mold, the cooling takes place faster and many factors are considered for manufacturing solid parts without porosity. Preheat temperature of mold directly affects the feed status in the die casting method. In this study, the effects of aluminum alloys on the feed of mold preheating temperature in die casting were investigated. For this purpose, a model design with especially different cross-sectional thicknesses were carried out. Etial 110, Etial 140, Etial 160 and Etial 177 aluminum alloys were used in casting studies. Mold preheating temperature was determined as 200 °C, 300 °C and 400 °C depending on the part geometry. The feeding status of the samples was evaluated by macroscopy, Archimedes' principle and density measurements and section view respectively. When the obtained results were evaluated, it was shown that the ascending of temperature positively affects the feedability at varying rates depending on the alloying.

Keywords

Aluminum alloys, Die casting, Feeding, Mold Design, Mold Temperature

Kokil Kalıp Dökümde Alüminyum Alaşımların Beslenmesi Üzerinde Kalıp Ön Isıtma Sıcaklığının Etkisinin Araştırılması

Abstract

Döküm, tekrar kullanılabilir kalıplar kullanarak geometrik olarak karmaşık metal parçalar üretebilen bir süreçtir. Kalıp döküm yöntemi pahalı bir yöntem olduğundan, seri üretim için tercih edilir, ancak karmaşık ve küçük parçaların dökümünde yüksek kaliteli bir sonuç verir. Kalıplanmış döküm, alüminyum gibi düşük sıcaklıklarda çok sayıda eritilmiş malzemeden yapılabilir. Üretilen parçaların yüzeyleri, işleme gerektirmeyen temiz ve kalitelidir. Kalıp ısı transfer katsayısı kum kalıbından çok daha yüksek olduğu için, soğutma daha hızlı gerçekleşir ve porozitesiz katı parçaların üretilmesi için birçok faktör dikkate alınır. Kalıp ön ısıtma sıcaklığı, kalıp döküm yöntemindeki besleme durumunu doğrudan etkiler. Bu çalışmada, alüminyum alaşımların kalıp ön ısıtma sıcaklığının kalıba dökülme üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, özel olarak farklı kesit kalınlıkları olan bir model tasarımı gerçekleştirilmiştir. Döküm çalışmalarında Etial 110, Etial 140, Etial 160 ve Etial 177 alüminyum alaşımları kullanılmıştır. Kalıp ön ısıtma sıcaklığı, parça geometrisine bağlı olarak 200 ° C, 300 ° C ve 400 ° C olarak belirlenmiştir. Numunelerin beslenme durumu makroskopi, aritmetik prensip ve yoğunluk ölçümleri ve kesit yüzey incelemeleri ile değerlendirildi. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, sıcaklık artışının, alaşımlamaya bağlı olarak değişen oranlarda beslemeyi olumlu yönde etkilediği gösterilmiştir.

Keywords

Alüminyum alaşımları, Kokil kalıp, Besleme, Kalıp tasarımı, Kalıp sıcaklığı

References

• CAMPBELL, J., Feeding mechanisms in casting, AFS Cast Metals, Research Journal 5, pp.1–8, 1999.
• CHIESA, F., MAMMEN, J., Correlating Microporosity to Local Solidification Conditions and RPT in Aluminum A356 Castings, AFS Transactions, Vol.107, pp103-111, 1999.
• DANYLO, B.O., DOĞAN, Ö.N., An examination of effects of solidification parameters on permeability of a mushy zone in castings, Journal of Materials Science, 43, pp.1471–1479, 2008.
• DASH, M., MAKHLOUF, M., Effect of key alloying elements on the feeding characteristics of aluminum–silicon casting alloys, Journal of Light Metals, 1 pp. 251-265, 2001.
• N. AKAR, R. KAYIKCI ve A. K. KISAOĞLU,Kokil Kalıba Dökülen Al-4,3Cu Alaşımının Kritik Katı Oranı Faktörünün Kalıp Sıcaklığı Ve Tane Boyutuna Bağlı Olarak Modellenmesi, Journal of Polytechnic, Vol: 17 No: 2 pp.83-89, 2014.
• RAVI, B., Metal Casting: Computer aided designe and analysis, PHI, India 42-43, 2005.
• SABAU, A.S., VISWANATHAN, S., Microporosity Prediction in Aluminum Alloy Castings, Metallurgical And Materials Transactions B, Volume 33b, 243-255, Aprıl 2002.
• SHAFYEI, A., MOUSAVI, S.H.A., BAHRAMI, A., Prediction of porosity percent in Al–Si casting alloys using ANN, Materials Science and Engineerng A, 431, 1-2, 206-210, 2006.
• SIGWORTH, G.K., Theoretical and partical aspects of the modification of aluminium-silicon alloys, A.F.S. Transactions 66, 1983.
• TAYLOR, R.P., MCCLAIN, S.T., BERRY, J.T., Uncertainty analysis of metal-casting porosity measurements using Archimedes’ principle. Int J Cast Met, 11:247–57, 1999.
• ALAN, S., Alüminyum Raporu, Orta Anadolu İhracatçı Birlikleri Genel Sekreterliği, s. 30, 2008.
• CAMPBELL, J., Casting (Second Edition),Butterworth-Heinemann, Oxford., United Kingdom,17-98, 2003.
• CAMPBELL, J., Castings Practice The 10 Rules of Castings, Butterworth Heinemann,Oxford., United Kingdom, 9-113, 2004.
• KAYIKCI, R., Use of Computer Modelling In Predicting Microporosity In A Commercial Aluminum Casting, 66.World Foundr Congress, İstanbul, 7-9 September 2004.
• SAVAŞ, Ö., (2005). Alüminyum-Silisyum Döküm Alaşımlarında Mikro Porozite Oluşumuna Etki Eden Faktörlerin İncelenmesi’’, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya
• SCHMIDT, D.C., CFS Settings, Finite Solutions Inc Slinger WI, February 8, 2010.
• DISPINAR, D., Determination of Metal Quality of Aluminium and Its Alloys, School of Metallurgy and Materials The University of Birmingham, Doctor of Philosophy, UK, 16-25, 2005.
• URL-1: http://www.etialuminyum.com/, (Erişim Tarihi: 18.05.2018).