Al 1050 Sac Metal Malzemenin Çekilebilirliğinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada; endüstriyel sektörde tercih edilmesi yaygın olan AL1050 (%99,53 ticari saflıkta) malzemenin, çekme hızı (zımba hızı), numune eni ve zımba çapı değişiminin Erichsen Sabitine olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda tasarımı, imalatı ve kalibrasyonu yapılan tam otomasyonlu Erichsen şişirme donanımından faydalanılmıştır. Deneyler 5 mm/dakika, 6,25 mm/dakika ve 8 mm/dakika zımba hızlarında, TS EN ISO 20482 standardına uygun olarak 8 mm, 15 mm ve 20 mm küresel uçlu zımbalar ile yapılmıştır. Elde edilen Erichsen şişirme deneyi sonuçlarından; zımba çapının 1,5 katı değerine ulaştığı noktadan itibaren numune genişliğinin artmasıyla ve Erichsen Sabiti’nin düzenli artmaya başladığı, numune genişliği zımba çapına eşit olduğunda ise zımba yükünün ve Erichsen Sabiti değerinin düştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca, zımba çapının artmasıyla Erichsen Sabitinin arttığı tespit edilmiştir. Tasarımı, analizi ve imalatı yapılan test cihazından elde edilen deneysel bulgular; 0,01 mm hassasiyette ve güvenilir Erichsen Sabiti değerlerini tespit edecek nitelikte bir donanım olduğunu göstermiştir.

Keywords

• Erichsen şişirme testi
• Erichsen Sabiti
• Zımba hızı
• Zımba çapı

Investigation of Drawability of Al 1050 Sheet Metal Material

Abstract

In this study; The effects of drawing speed (punch speed), sample width and punch diameter change on the Erichsen Index of Al 1050 (99.53% commercial purity) material, which is widely preferred in the industrial sector, were investigated experimentally. Fully automated Erichsen cupping equipment designed, manufactured and calibrated was used in the experimental studies. The tests were carried out with 8 mm, 15 mm and 20 mm spherical end punches in accordance with ISO 20482 standard at 5 mm/min, 6.25 mm/min and 8 mm/min punch speeds. From the results of the Erichsen cupping test; It has been determined that, from the point where the punch diameter reaches 1.5 times the value of the punch diameter, the punch load and the Erichsen Index-EI value decrease when the sample width is equal to the punch diameter. In addition, it was found that EI increased with increasing punch diameter. Experimental findings obtained from the test device designed, manufactured and calibrated; It has demonstrated that it is a hardware capable of detecting reliable Erichsen Index values with a precision of 0.01 mm.

Keywords

• Erichsen cupping test
• Erichsen Constant
• Punch speed
• Punch diameter

References

1. [1] A. Kocańda, C. Jasiński. “Extended evaluation of Erichsen cupping test results by means of laser speckle”, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 16 (2) : 211 - 216, (2016).
2. [2] TSE EN ISO 20482 “International Standard, Metallic materials-sheet and strip-Erichsen cupping test”, (2013).
3. [3] Aydın, M., Wu, X., Çetinkaya, K., Yaşar, M., Kadı, İ. “Application of digital image correlation technique to Erichsen cupping test”, Engineering Science and Technology, International Journal, 21(4) : 760–768, (2018).
4. [4] Reddy, M., R., N., Theja, M., S., Tilak, M.,G., “Modified Erichsen cupping test for copper, brass, aluminium and stainless steel”, The SIJ Transactions on Industrial, Financial & Business Management (IFBM), 1(2) : 52-57, (2013).
5. [5] Anket, O., Koruvatan, T., Ay, İ., “Sac Malzemelerin şekillendirilmesinde şekillendirme Sınır diyagramlarının kullanımı”. Politeknik Dergisi, 14(1) : 39-47, (2011).
6. [6] Singh, M., Choubey, A., K., Sasikumar, C., “Formability analysis of aluminium alloy by Erichsen cupping test method”. 5th International Conference of Materials Processing and Characterization (ICMPC 2016), Materials Today: Proceedings, 4(2): 805–810, (2017).
7. [7] Hamada, A., S., Kisko, A., Khosravifard, A., Hassan, M., A., P., Karjalainen, L., P., Porter, D., “Ductility and formability of three high-Mn TWIP steels in quasi-static and high-speed tensile and Erichsen tests”, Materials Science & Engineering:A, 712, 255–265, (2018).
8. [8] Giuliano, G., Samani, F., “Effect of lubrication on the Erichsen test”, Applied Mechanics and Materials, Trans Technical Publications, 365-366 : 425-428, (2013).

9. [9] https://www.erichsen.de/en-gb/service/test-methods/sheet-metal-testing/erichsen-cupping-test.
10. [10] Singh, J., Kim, M.-S., Lee, S.-E., Kim, E.-Y., Kang, J.-H., Park, J.-H., Kim, J.-J., Choi, S. H.,“Heterogeneity in deformation and twinning behaviors through the thickness direction in e-form Mg alloy sheets during an Erichsen Test”, Materials Science & Engineering:A, 729 : 370–384, (2018).
11. [11] Çakış, Y., Özdemir, A., “Tam otomatik Erichsen test donanımının tasarımı ve prototip imalatı”, Uluslararası Multidisipliner İnovatif Yaklaşımlar Kongresi, İstanbul, (2022).
12. [12] Çakış, Y., “Tam otomasyonlu Erichsen şişirme testi donanımının tasarımı, imalatı ve farklı koşullar için denenmesi”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2022).
13. [13] Subramanian, R., Natarajan, B., Kaliyaperumal, B., Chinnasamy, R., “Effect of MIG welding process parameters on microstructure and tensile behavior of hastelloy C276 using response surface methodology”, Materials Research Express, 6(6) : 1-18, (2019).
14. [14] Çapan L., “Metallere Plastik Şekil Verme”, Çağlayan Kitabevi, İstanbul, (1999).
15. [15] Chino Y., Iwasaki H., Mabuchi M., “Stretch formability of AZ31 alloy sheets at different testing temperatures”, Materials Science and Engineering, 406 : 90-95, (2007).
16. [16] Koç, E., Yıldızlı, K., Dengiz, C., G., “Erichsen deney föyü”, 19 Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, (2017).
17. [17] http://www.testingequipmentie.com/Cupping Testing_Machine.html
18. [18] Talapatra, A., Choudhary R. V., Malhotra, K., Vyas, M., Jamal, A., Singhi M. K., “Formability characteristics of different sheet metals by Erichsen cupping testing with NDT methods”, i-Manager’s Journal on Material Science, 1(1) : 14-18, (2013).
19. [19] Eryılmaz, İ., Gürün, H., “DP600 Sac Malzemenin delik flanşlama işleminde zımba formunun etkileri”, Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2(1) : 44-53, (2021).
20. [20] https://www.sistemal.com/aluminyumun-özellikleri-nelerdir/
21. [21] Yağcı, T., Cöcen, Ü., Çulha, O., Korkmaz, A., “Alüminyum döküm alaşımlarına dair son yıllardaki akademik ve endüstriyel gelişmelere genel bakış ve değerlendirme”, Bursa Uludağ Üniv. Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(3):1191-1210, (2021).
22. [22] Çakanyıldırım Ç. ve Gürü M., “Alüminyum üretim teknolojilerindeki gelişmeler, çevreye etkisi ve uygulama alanları”, Politeknik Dergisi, 24(2) : 585-592, (2021).
23. [23] Samtaş, G., Korucu, S., “Optimization of cutting parameters for surface roughness in milling of cryogenic treated EN AW 5754 (AlMg3) aluminum alloy”, Journal of Polytechnic, 22(3) : 665-673, (2019).
24. [24] Demirbaş, A., K., Çevik, S., “TIG kaynak yöntemiyle birleştirilmiş alüminyum 1050 alaşımının mekanik ve mikroyapı özellikleri”, Academic Platform Journal of Engineering and Science, 8-3, 471-477, (2020).
25. [25] Brough, D. ve Jouhara, H., “The aluminium industry: A review on state-of-the-art technologies, environmental impacts and possibilities for waste heat recovery”, Int. Journal of Thermofluids, 1(2) : 1-39, (2020).
26. [26] Özlü, B., Akgün, M., Demir, H.,“AA6061 alaşımının tornalanmasında kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisinin analizi ve optimizasyonu”, Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(2): 151-158, (2019).
27. [27] Çavuşoğlu, O., Gürün, H., “Deformasyon hızının DP600 ve DP780 sac malzemelerin mekanik özelliklerine ve derin çekme işlemine etkilerinin incelenmesi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(4) : 777-784, (2014).
28. [28] Gavrus, A., Banu, M., Ragneau, E., Maier C., “An inverse analysis of the Erichsen test applied for the automatic identification of sheet materials behavior”, Engineering, 2, 471-476, (2010).
29. [29] Somekawa, H., Kinoshita, A., Washio, K., Kato, A., “Enhancement of room temperature stretch formability via grain boundary sliding in magnesium alloy”, Materials Science & Engineering:A, 676 : 427–433, (2016).
30. [30] İpek, S., K., “Termomekanik prosesler ile üretilen yassı alüminyum ürünlerin mukavemet diyagramlarının oluşturulması”, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, (2018).
31. [31] Adamus, J., Winowiecka, J., Dyner, M., “Analysis of forming thin titanium panels with stiffeners”, Archives of Metallurgy and Materials, 62(1) : 173-180, (2017).
32. [32] Somekawa, H., Kinoshita, A., Kato, A., “Greatroom temperature stretch formability of fine-grained Mg-Mn alloy” Materials Science and Engineering:A, 697 : 217-223, (2017).