Günümüz otomotivinin geniþlemesi ve taþýt araçlarýnýn yenilikçi tasarýmlarý beraberinde otomotiv endüstrisindeki üretim teknolojinin geliþmesini de tetiklemiþtir. Özellikle araçlarýn motor parçalarýnýn yenilikçi geometrik özellikleri daha fazla imalat iþçiliði ve kaliteyi gerekli kýlmaktýr. Söz konusu yeni nesil motor parçalarýnýn malzemenin kolay iþlenebilmesi ve görev süresince yüksek dayaným göstermesi gerekmektedir. Üretim maliyetleri göz önüne alýndýðýnda parça üretimi iki aþamada gerçekleþmektedir. Ýlk olarak tasarlanan ürüne istenilen geometrik özellikleri vermek ve iþlemek, ikinci aþamada ise parçalara uzun ömürlü dayaným kazandýrmaktýr. Özellikle motor parçalarýnda dayaným kazandýrmak ýsýl iþlemle mümkündür. Isýl iþlemler kontrol altýndaki kapalý ortamda yüksek sýcaklýklarda gerçekleþtirilir. Bu sayede metal ve alaþýmlara istenilen özellikler kazandýrýlabilir. Dizel araçlarda kullanýlan dizel enjektör gövdesi bahsi geçen ýsýl iþleme tabi tutularak sementasyon iþlemi uygulanýr ve parça yüzeyleri karbon gazý ile sertleþtirilir. Bu sayede parça yüzeyine yüksek ýsý ve aþýnmaya karþý dayanýklýlýk kazandýrýlýr.
Bu çalýþmada kapalý ýsýl fýrýn içerisindeki sýcak hava akýþýnýn ve fýrýn içerisindeki karbon gazýnýn fýrýn içerisinde bulunan fan yardýmýyla parçalara homojen ulaþýp ulaþmadýðý nümerik analizlerle incelenmiþtir. Çalýþmada endüstride kullanýlan kamaralý fýrýn ve fan verileri kullanýlmýþtýr. Endüstriyel ýsýl fýrýn içerisindeki sementasyon iþlemini etkileyen birçok parametre bulunmaktadýr. Bu çalýþmada fýrýn iç ortamýndaki sýcak hava akýþýný saðlayan pervanenin kanat yapýlarýnýn gaz dolaþýmýna etkisi incelenmiþtir. Döküm üretimi olan pervaneler ortalama 1000 °C sýcaklýk ve 1000 devir/dakika hýzla çalýþmaktadýr. Fýrýnlarda 4 kanatlý karýþtýrýcý veya 8 kanatlý itici pervaneleri kullanýlmaktadýr. Fýrýn içerisinde 4 kanatlý karýþtýrýcý ve 8 kanatlý itici pervane kullanýlmasý durumunda fýrýn içerisinde hareket eden sýcak havanýn ve salýnan karbon gazýnýn üretim parça yüzeylerinde temas, hýz ve basýnç farklýlýklarý 30 sn süreli simülasyon çalýþmasýnda incelenmiþtir. Simülasyon girdisi olarak fýrýn, parçalar ve pervane datalarý yanýnda, fýrýn sýcaklýðý, karbon gazý yoðunluðu, pervane devri verileri kullanýlmýþtýr.
4 kanatlý karýþtýrýcý pervanenin fýrýn içerisindeki havayý parça yüzeyine yönlendirmede yeterli olmadýðý ve gazý önce fýrýn duvarýna sonra parça yüzeylerine yönlendirdiði görülmüþtür. Bu durum karbon gazýnýn parçalara ulaþmasý için proses süresinin uzamasýna neden olduðunu göstermektedir. 8 kanatlý itici pervane analizleri incelendiðinde ise sýcak havanýn ve karbon gazýnýn parça yüzeylerine direkt yönlendirdiði ve parçalar arasýndaki boþluklarda havanýn ilerleme mesafesinin ve hýzýnýn arttýðý belirlenmiþtir. Bu sayede proses süresinde ve karbon emiliminde 8 kanatlý itici pervanenin daha etkili olduðu görülmüþtür. ORCID NO: 0000-0001-7017-2607
Anahtar Kelimeler: Isýl iþlem, Sementasyon, Pervane Tasarýmý, Nümerik Analiz
|
