Otomotiv sac şekillendirme kalıplarında kullanılan malzemelerin tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, otomotiv sektöründeki sac şekillendirme kalıplarında sürtünme plakası olarak kullanılan grafitli SAE430B mangan bronzu (aşınan malzeme) ve bu malzeme ile birlikte çalışan Fe esaslı aşındıran malzemelerin (DIN 1.2379 soğuk iş takım çeliği, DIN GG25 lamel grafitli dökme demir ve DIN GGG70 küresel grafitli dökme demir) tribolojik özellikleri ayrı ayrı incelenmiştir. Aşınan ve aşındıran malzemelerin kimyasal bileşimleri, iç yapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Pin-on disk aşınma deneylerinde, malzemelerdeki aşınma miktarları sabit kayma hızında (60mm/s) ve sabit yük altında (15 N) farklı kayma mesafelerine (5000, 10000 ve 15000 metre) bağlı olarak ağırlık kaybı metodu kullanılarak ölçülmüştür. Grafitin aşınmaya olan olumlu etkisini incelemek için aynı şartlardaki aşınma deneyleri aşınan malzeme olarak SAE 430B mangan bronzu kullanılarak da ayrıca yapılmıştır. Aşınma deneyleri sırasında aşınma çiftleri arasındaki sürtünme katsayıları tespit edilmiştir. Ayrıca kayma mesafesine bağlı olarak malzemelerin yüzey görüntüleri de elde edilmiştir. Sürtünme plakaları ile birlikte çalıştıklarında; DIN GGG70 küresel grafitli dökme demir en fazla aşındıran, DIN GG25 lamel grafitli dökme demir en az aşındıran malzeme olarak tespit edilmiştir. Grafitli ve grafitsiz disklerle yapılan deneylerde oluşan ağırlık kayıpları karşılaştırılmış, grafitin yağlayıcı etkisinden dolayı aşındıran malzemelere bağlı olarak grafitin 8 ile 91 kat oranında aşınmayı azalttığı görülmüştür.

In this study, the tribological properties of SAE430B manganese bronze with graphite (the worn material), used as a friction plate in metal sheet forming dies in automotive industry, and Fe based abrasive materials (DIN 1.2379 cold work tool steel, DIN GG25 lamellee graphite cast iron and DIN GGG70 spheriodal graphite cast iron) which work with the friction plate were investigated separately. The chemical composition, the microstructures and the mechanical properties of the worn and the abrasive materials were examined. Pin-on disc wear tests were performed under the constant load (15 N) and sliding velocity ( 60mm/s ). The wear amounts of the materials (both the worn and the abrasive) were measured by the loss of weight method depending on the various sliding distances (5000, 10000 and 15000 meters). In order to investigate the effect of graphite, the wear tests were also performed using SAE430B manganese bronze for the same wear conditions. During the wear tests, the friction coefficients between the wear pairs were determined. Besides, the worn surface images of materials were also obtained depending on the sliding distances. While working together with the friction plates; spheroidal graphite cast iron DIN GGG70 was found the most abrasive material, DIN GG25 lamellar graphite cast iron had been determined the least abrasive material as experimentally. The lubricating effect of graphite was investigated and it is observed that the friction plate with graptite reduced the wear 8 to 91 times according to the abrasive material.