SHOT PEENING / BİLYALI DÖVME (Özet)

Bilyalı dövme işleminde ; işlem görecek metal malzeme ve parçalara ; küçük, küresel ve sert bilyaların kontrollü fırlatılmasıyla malzeme yüzeyinde plastik deformasyon oluşturulur. Bu işlemde asıl hedeflenen plastik deformasyon sonucu malzeme yüzeyinde basma kalıcı gerilmeli bir tabaka oluşturmaktır. Bu tabaka sayesinde malzemenin yorulma ömründe kayda değer artışlar elde edilebilmektedir.

Fonksiyonu gereği gerilim altında çalışan, korozyona ve sirküler yüklere maruz kalarak aşınan metal parçaların dayanımını artırmada ileri bir mekanik yüzey işlem prosesi olarak bilyalı dövme işlemi uygulanmaktadır.Bilyalı dövme işlemi esnasında metal yüzeylerin aşağıda belirtilen bazı önemli parametreleriyle oynanmaktadır.

-yüzey dokusu veya yüzey topografisi

-yüzey sertliği veya dış yüzey yapısı

-basma kalıcı gerilimi

Farklı yapıdaki malzemeler bilyalı dövme işlemine kendilerine özgü farklı türde reaksiyon verirler.Bu tepkimeler bilyalı dövme işlemi doğru bir şekilde uygulanmadığı taktirde hem prosese hem de malzemenin kendisine büyük zararlar verebilir.Çok ekonomik bir uygulama olmakla birlikte, dövme işleminin ,içerdiği karmaşık ve hassas proses parametreleri,uygulamanın tamamında;ekipmanı,abrasivin durumunu ve işleme tabi tutulacak malzemenin devamlı kontrol edilmesini gerektirir.

Bilyalı dövme işlemini ;etkili,güvenilir ve başarılı kılabilmek için bir çok parametrenin kontrollü bir şekilde bir arada bulunması gerekmektedir.Bu amaçla geliştirilmiş bulunan Almen test plakaları ve Almen test ölçüm cihazları sayesinde malzeme yüzeyindeki yoğunluk tespiti yapılarak bilyalı dövme işlemini kontrol etmek mümkündür.

YOĞUNLUK / DOYGUNLUK EĞRİSİ

Bir bilyalı dövme uygulamasında yüzeye gönderilen abrasivlerin çarpmasıyla meydana gelen enerji değişim seviyesini tayin edebilmek prosesin doğruluğunu teyid eden en önemli unsurlardan biridir.Bilyalı dövme spesifikasyonlarında bu enerjiye “doygunluk yoğunluğu” denir. Bilyalı dövme işleminin yoğunluk ölçümü standart test plakaları üzerinde yapılan ölçümlerle belirlenebilmektedir.Bilyalı dövme işlemine tabi tutulan test plakası daha sonra eğriliğini ölçmede kullanılan Almen test cihazına takılarak yoğunluk tespiti yapılır.

Almen test plakaları ve ölçüm cihazları,bilyalı dövme işlemi için standardize edilmiş özel ürünlerdir.

Yoğunluk ölçme araçları:

Bilyalı dövme işlem yoğunluğunu belirlemek için aşağıdaki araçlar kullanılmaktadır:
-Alment test plakaları

-Almen test cihazı

-Test plaka tutucusu

Yoğunluk ölçümünde kullanılan araç ve ekipmanlar SAE J 442, SAE AMS-S-13165 ve AMS 2432 standartlarında ayrıntılı olarak tanımlanmıştır.

Almen test plakası

Standard A,N ve C test plakaları istenen yoğunluk seviyelerine uygun olarak üç farklı kalınlıkta imal edilmişlerdir.N plakalar en düşük yoğunluk seviyeleri için,A plakalar 0,10 to 0,60 mm aralığında olup en yaygın olarak ve C plakalar ise sadece yüksek yoğunluklar için kullanılırlar.Her üç plaka için de genişlik ve uzunluk ölçüleri aynıdır.

İstenilen sertlik düzeyine ulaşmak için bütün plakalar standart olark sertletirilmiş ve temperlenmiştir.

Bir test plakasının genişlik ve sertliği bilyalı dövme işlemi yapılmış plakanın yay yüksekliğine etki edecek en önemli kriterlerdir.Bu özellikler aşağıda belirtilmiştir;

Genişlik Sertlik

AMS-S-13165	± 0.038 mm flat	AMS-S-13165	44-50 HRC
SAE J 442	± 0.025 mm flat	SAE J 442	44-50 HRC
SAE AMS 2432	± 0.013 mm flat	SAE AMS 2432	45-48 HRC

Almen test cihazı

Almen test cihazı Almen test plakasında hem enine hem de boyuna meydana gelen eğrilmeyi tespit etmek için geliştirilmiştir.

Almen plaka tutucu

Almen plaka tutucu,bilyalı dövme işlemine tabi tutulan Almen test plakalarını işlem esnasında tutmak için tasarlanmıştır.

Doygunluk eğrisi

Almen test plakası bilyalı dövme işlemine tabi tutulup Almen plaka tutucudan çıkarıldıktan sonra test plakasının dövülmemiş yüzeyi üste gelecek şekilde Almen test cihazına takılır.Böylelikle uygulama süresi veya grafikteki bir veri noktasına göre plakanın değişen yay yüksekliği ile uğradığı değişim ölçülmüş olur.

Yoğunluk,test plakasının doygunluğa ulaştığı anda aldığı yay yüksekliği olarak ifade edilir.

Doygunluk doygunluk eğrisinin başlangıç noktası olup,bilyalı dövme işlem süresi ikiye katlandığında yay yüksekliği %10 veya biraz daha az değişiklik arzeder.Doygunluk eğrisinin tespiti diğer parametrelerin sabit tutulduğu bir ortamda farklı bilyalı dövme süreçlerine maruz bırakılan bir takım Almen test plakasının kullanımı sayesinde sağlanmaktadır.

Doygunluk noktasındaki yoğunluk eğri üzerinde belirgin bir veri noktası olup bir yay yüksekliği değeri değildir.

Yoğunluğa etki eden faktörler

Abrasiv boyutu,sertliği,yoğunluğu,abrasiv püskürtme yoğunluğu,bilya hızı,mesafe ve çarpma açısı yoğunluğu doğrudan etki eden faktörlerdir.

Yoğunluk,bilindiği üzere bilyaların püskürtülmesi neticesinde ortaya çıkan enerjinin teknik bir ölçümüdür (değeridir).Farklı metalürjik ve mekanik özelliğe sahip malzemeler üzerinde farklı etkilere neden olabilir.Bu nedenle,doygunluk ile pürüzlülüğü birbirine karıştımamak gerekir.Keza bir çok durumda doygunluk ile pürüzlülük aynı anda meydana gelmemektedir..Pürüzlülük ancak bilya ile dövülen esas parçaların yüzey kontrolü yapılarak tam olarak tespit edilebilir.

PÜRÜZLÜLÜK

Bilyalı dövme işlemi mekanik parçaların yüzey özelliklerini geliştirmek için uygulanan bir yöntemdir.Özellikle, titreşimli gerilim altında çalışan yay,türbin bıçakları,şaftlar ile sürtünme ve aşınma yüzdesi yüksek dişliler vb.için malzeme direncini artırmakta kullanılan önemli bir yöntemdir.Bilyalı dövme işleminde genellikle yuvarlak şekilli çelik bilyalar farklı yöntemlerle malzeme üzerine püskürtülmektedir.Bilyaların malzeme yüzeyine çarpması neticesinde gerek malzeme yüzeyinde gerekse de bilayda plastik deformasyona neden olurlar.Böylelikle dövülen malzeme kuvvetlendirilmiş olur.Bunun ötesinde yüzeyde basma kalıcı gerilme alanları oluşturarak malzemenin dayanımını azaltan çatlakların gelişmesinin önüne geçilmiş olur.İstenilen neticeyi temin etmek için dikkate alınması gereken bir çok parametre vardır.Bilyalı dövme prosesinden yüksek standartlarda netice almak için gereken en önemli unsurların başında gelen pürüzlülük değerleri teknik spesifikasyonlarda belirtilmiştir.

Pürüzlülüğün tanımı

Pürüzlülük bilyalı dövme işleminde hemen hemen ölçülebilen en önemli değişkenlerden biridir. Bilyaların malzeme yüzeyinin tamamına çarpması ile elde edilen pürüzlülük oranının gözle görülebildiği azami oran olan %98 pürüzlülük değeri olarak kabul edilmektedir.Buna bağlı olarak görsel pürüzlülüğün sağlandığı süre t%98 olarak tanımlanmaktadır.Bu durumda tam pürüzlülüğün %100 olarak sağlanması için örneğin 2 misli t%98 süre boyunca bilya ile dövme işlemine devam edilmelidir.Bu faktör bilya ile dövme işlevinin bir parametresi olup,teknik spesifikasyonlarda belirtildiği şekilde uygulanmalıdır.

Bazı kaynaklarda Almen test plakaları ile pürüzlülük arasında bir bağ kurulmaktadır.Almen test plakasının doygunluğu tam pürüzlülüğü sağlayacak süre ile ilgilidir.Bu durum ancak Almen test plakasının kendi pürüzlülüğü için doğru olmakla birlikte teknik spesifikasyonda belirtilen malzeme için aynı şeyi söylemek imkansızdır.Zira pürüzlülük ancak üzerinde uygulama yapılan malzemenin üzerinde yapılacak kontroller ile tespit edilebilmektedir..İşbu sebeple Almen test plakası üzerindeki pürüzlülük ile malzeme pürüzlülüğü arasında bir bağlantı bulunmamaktadır.

Pürüzlülük derecesine tesir eden faktörler

Pürüzlülüğün istenilen düzeyde olması için pürüzlülüğe etki eden faktörlerin çok iyi incelenmesi ve işlem esnasında bu hususlara dikkat ve riayet edilmesi gerekir.

Malzeme yüzeyine çarpan bir bilyanın kinetik enerjisi malzeme üzerinde deformasyona neden olur.Bu enerji transferi malzeme üzerinde bir etki yaratırken bilya üzerinde ise çarpmanın tesiri ile ısı,deformasyon ve kalıcı kinetik enerji kaybına neden olur.

Bunun yanında aşağıda belirtilen diğer hususlarda bu enerji transferine etki eder.;

Bilyalı dövme sistemleri,Nozul geometrisi,Türbinli sistem geometrisi,Bilya hızı,Çarpma (dövme) açısı,bilya atım oranı,bilyalı dövme süresi,abrasiv çeşidi,bilyalı dövme uygulanacak malzeme vb.bu husuların başlıcalarıdır.

Pürüzlülüğün temini

100% nispetinde bir pürüzlülük sağlamak için malzeme yüzeyinde yoğun bilyalı dövme işlemi yapmak gerekmektedir.İlmi araştırmalar göstermiştirki bu oranda bir yüzey pürüzlülüğü sağlamak için uygulanacak malzeme cinsine bağlı olarak beher cm² ye 5000 ila 100000 arasında bilya çarpması gerekir.Bununla berber aynı bölge üzerinde bir seferde çok fazla dövme işlemi yapmak yerine pürüzlülüğü tespit etmek için mikroskop ile gözlem yapmak yararlı olacaktır

Pürüzlülük eğrisi bilyalı dövme süresi fonksiyonunda pürüzlülüğün gelişimini ifade eder. Pürüzlülük eğrisinde birim zamanda %50 lik bir pürüzlülük değeri elde ettiğimizi varsayalım,eğer zamanı ikiye katlayacak olursak tam pürüzlülüğe ulaşılamayacak ancak yaklaşık %75 pürüzlülük sağlanacaktır.Söz konusu durum bilyaların daha önce çarpıp pürüzlendirdikleri bölgeye tekrar çarpmasından ileri gelmektedir.

Pürüzlülükderecesinin görsel tespiti

Pürüzlülük derecesinin tespiti bilyalı dövme işlemi yapılan malzemenin incelenmesi ile mümkündür. Pürüzlülüğün tespiti ile ilgili olarak kullanılan bazı metodlar aşağıda belirtilmiştir.

Görsel tespit

Mikroskop ve büyüteç gibi bazı optik cihazlarla 10 ila 50 arası büyütülmüş yüzey görüntüsü elde edilerek pürüzlülük tespiti yapılabilir.

Mavi mürekkep metodu

Bilyalı dövme işleminden önce malzeme yüzeyine mavi mürekkep sürülür.Bilyalı dövme işleminin yapılmasını takiben gözle muayene edilerek pürüzlülük derecesine karar verilir.Malzeme yüzeyinde mürekekbin tamaının temizlenmiş olmasıyla tam pürüzlülük sağlandığına hükmedilir.

Replika (numune) metodu

Özgün malzemenin birebir özelliklerine haiz olmak kaydıyla numuneler de bilyalı dövme işlemine tabi tutulur.Dövme işlemine tabi tutulan replikalar incelenip bilgileri arşivlenerek özgün malzemenin bilyalı dövme uygulamasında bu bilgilerden yaralanılır.Ancak bu yöntem pahalı bir tespit yöntemidir.

Floresan metodu

Bu yöntemde bilyalı dövme işlemine tabi tutulacak malzeme floresan bir malzeme ile kaplanır. Malzeme bu haliyle ultraviole ışına tutulduğunda floresan malzeme kaplı alan parlak sarı olarak gözükecektir.Bilyalı dövme işlemi yapılıp %100 pürüzlülük sağlandığında bu kaplamadan kaynaklanan parlak sarı renk artık ultraviole ışın altında hiç gözükmeyecektir.

Bilya ile dövülmüş yüzeylerin topografisi

Bilyalı dövme işlemi esas olarak titreşimli baskı altında işleyen malzemelerin ömrünü artırmak için uygulanan bir yöntem olup,yüzeyde pürüzlülük değerlerini değiştirdiği gibi yüzey topografisine de doğrudan etki eder.

Gereğinden fazla uygulanan bilyalı dövme işlemi malzemede çatlak oluşmasına dolayısıyla malzeme dayanımının zayıflamasına neden olur.Bu duruma bilyalı dövme aşınımı denmektedir.

Pürüzlülüğün uygulaması ve planlaması

Bilyalı dövme ile şekillendirme pürüzlendirme için iyi bir uygulama örneğidir.bilyalı dövme ile şekillendirmeden güdülen amaç malzeme ömrünü artırmak değil malzemenin şekil değiştirmesini sağlamaktır.

İstenen deformasyon derecesi ve şekli için pürüzlülüğün bir bilgisayar yazılımının kullanılmasıyla ölçülmesi gerekir.Bu üretim metodu uzay ve havacılık sanayiinde kullanılmaktadır.

Pürüzlülük ve dayanım ömrü

Bilyalı dövme işlemi esnasında uyulması gereken teknik spesifikasyonlara riayet edilmezse bir takım sorunlara neden olabilir.Yüzeyin pürüzlülüğünün gerektiği gibi yapılmamasıyla malzeme yüzeyinin altında çatlaklar meydana gelir ve bu durumda malzemenin dayanım ömrü azalmış olur.Pürüzlülük değerinin tespiti ve kontrolu sübjektif bir hal alabilir,bununla beraber malzemenin bazı yüzeylerinde farklı yoğunluk ve özellikler olabilir.Bu nedenle bilyalı dövme işleminde prosesi devamlı kontrol edip sonuçlarını kaydetmek gereklidir.

MASKELEME MALZEME VE TEKNİKLERİNE BİR

Bilyalı dövme işleminden önce yapılacak hazırlıklar işlem başarısı açısından çok önemli olup,maskeleme bilyalı dövme işlemi öncesinde yapılan en önemli hazırlıklardan biridir.Maskeleme bilhassa malzemenin bilyalı dövmeye maruz kalmaması gereken bölgeleri için çok önemli bir koruyucudur.

Maskeleme opsiyonları

Maskeleme malzemesinin seçimi ,seçilen maskeleme yönteminin etkisini,fiyatını ve bu işlemde sarf olan zaman ve işgücünü belirleyen en önemli faktördür.

Muhtelif maskeleme opsiyonları şöyledir:

-Bantlar

-Kapaklar ve tapalar

-Amaca uygun maskeler

-Uygulanabilir kaplamalar

Bantlar

Bantlar muhtemelen en yaygın kullanılan maskeleme malzemeleridir.Bantların bir çok çeşidi mevcut olup,bilyalı dövme işleminden önce uygun bantların seçilmesi önem arzeder.

Kapaklar ve tapalar

Bazı durumlarda kapak,tapa,tıkaç vb malzemeler de maskeleme amacıyla kullanılmaktadır.

Amaca uygun maskeler

Bilyalı dövme işlemi yapılacak malzemeye özel yapılan maskeler bu gruba girerler.Bu maskeler kauçuk,poliüretan,naylon ve PTFE den üretilirler.

Uygulanabilir kaplamalar

Sıvı veya jel özellikteki bazı maddeler malzemenin üzerine maskeleme amacıyla kaplanabilir.Bu maddelerin uygulanması kolay olup,malzeme üzerine uygun bir şekilde kaplanabilirler.Bu malzemelerin bilyalı dövme işleminden sonra sökülmesi de oldukça kolaydır.

BİLYALI DÖVME İŞLEM HAZIRLIĞI & DOKÜMANTASYONU

Bir malzemenin üzerindeki pürüzlülük %100 den az ise tespiti mümkün olmakta ancak,%100 ile % 150 veya % 300 arasındaki fark tanımlanamamaktadır.Anılan durum bilyalı dövme işlemini ,malzeme üzerinde kalınlığın ve devamlılığın önemli olduğu kaplama vb uygulamalara göre belirlenmesinde farklılığını ortaya koymaktadır.Bu nedenle yapılan işlemi değerlendirebilmek için bilyalı dövme işleminde bütün proses parametrelerinin kaydedildiği Almen test plakası kullanılmaktadır.

Bilyalı dövme işlemini gerektiren alanlar

Bazı parçaların tamamı bilyalı dövme prosesini gerektirmekle beraber,genellikle malzemelerin bir kısmında bu işlemin yapılması ihtiyacı vardır.Bilyalı dövme işleminin yapılmaması gereken yerlerde maskeleme yaparak bilyaların sekerek zarar vermesine ve istenmeyen yerlerin bilyalı dövme yapılmasının önüne geçilmiş olur.Ricochet bilyalı dövme tekniği nozul veya türbin ile bilyalı nokta dövme işleminin yapılamayacağı yerlerde çok yararlı bir uygulamadır.

Bilyalı dövme işleminin yasaklandığı alanlar

Malzeme üzerinde bilyalı dövme işleminin tesir etmemesi gereken alanlar olabilir.Bu alanların maskeleme ile korunması gerekir.

Almen test plaka tutucusu pozisyonu

Bilyalı dövme yoğunluğunu değerleyebilmek için Almen test plakalarının Almen tutucular üzerinde malzeme üzerine olabildiğince uygun bir şekilde konumlandırılmaları gerekir.Almen tutucuların malzeme üzerindeki konumu ihtiyaçlara göre farklı alanlarda seçilebilir.Üzerinde çalışılacak parçada bir veya daha fazla Almen tutucu yer alabilir.Almen tutucunun yerini belirlemede aşağıda belirtilen faktörler önemlidir:

-farklı yoğunluğa sahip alanlar

-kritik parçaların ömür süresi

-bilyalı dövme işlemi için hassasiyeti ve zorluğu olan alanlar

-dövme aşımına maruz kalabilecek alanlar

-deforme olabilecek alanlar

-özenle bilyalı dövme işlemi yapılması gereken alanlar

-otomasyonun derecesi ve ekipmanın kontrolü

Bilyalı dövme işlemi sonrasında kontroller

Bilyalı dövme işleminden sonra parçanın üzerindeki koruyucu maskeler çıkarılmalı ve aşağıda belirtilen hususların teyid edilmesi gerekir:

-Bilyalı dövme yapılan alanların tamamında en az %100 pürüzlülüğe sahiptir

-Bilyalı dövme yapılmaması gereken yerlerde pürüzlülük yoktur.

-Parçanın keskin köşeleri zedelenmemiştir.

-Yüksek yoğunluklu bilyalı dövme parça yüzeyinde dalgalı bir görüntü yaratmamıştır

BİLYALI DÖVME İŞLEM ŞEMASI

1.Malzeme ile ilgili teknik verilere ve uygulama esaslarına göre parçayı inceleyin ve bilyalı dövme işlemi için hazırlayın

ß

2.Makinenizin basınç,hız vb.ayarlarını teknik verilere göre ayarlayın

ß

3.Doygunluk eğrisine ulaşmak için “t” süresince Almen test plakasını işleme tabi tutun ve inceleyin.Eğer yoğunluk ile ilgili “t” süresi dışında sirkülasyon adedi vb. veriler varsa bütün parametreleri kullanarak bilyalı dövme işlemi yapın.

ß

4.Plakanın eriştiği yay yüksekliğini ölçün ve orijinal eğri ile karşılaştırın.Elde edilen veri orijinal eğride belirtilen nokta ile %10 toleranslı olabilecek bir değer olmalıdır.

ß

5.Spesifikasyonlara uygun mu ?

HAYIR Þ

6.Daha fazla Almen plakası ile test edin.

EVET ß

ß

7.Farklı bir doygunluk eğrisi belirleyin ve yoğunluğu kontrol edin ve buna göre işlemi yapın

ß ß

10.Teknik verilerinizi parça ile karşılaştırın

Ü EVET

8.Spesifikasyonlara uygun mu?

HAYIR

ß ß

11.Pürüzlülük vs.yi kontrol edin

9.Basıncı,türbin hızını ve gerekiyorsa bilya akışnı tekrar ayarlayın ve baştan başlayın

ß

12.Yaptığınız çalışma ve sonuçlarını kaydedin

İŞLEM TAMAM!

BİLYALI DÖVME ABRASİVLERİ

Yuvarlatılmış kesme tel

Bilyalı dövme işlemi için özel geliştirilmiş kesme-tel üretimi sayesinde bu konuda yüksek kalite gereksinim ve standartlarını her ürün ve koşulda sağlamak mümkün olmuştur.

Bilyalı dövme işlemi uygulama alanları

Otomotiv Endüstrisi	Direksiyon transmisyon sistemi
Krank mili	Dişliler
Kam mili	Miller
Külbütör mili	Senkronizasyon parçaları
Piston,krank kolları	Dişli kutusu
Debriyaj yayları
Supap yayları	Genel makine ve aksamlar
Suspansiyon yayları	Delici matkaplar
Yakıt enjeksiyon pompa yayları	Madencilikte kullanılan deliciler
Yaprak yaylar	Kesici kalemler
Torsiyon çubukları	Gerilim ve basınç altında çalışan parçalar
Denge çubukları
Supaplar	Dökümler
	Direksiyon mafsal muhafazaları
Uzay ve Havacılık Endüstrisi	Direksiyon mafsalları
Havacılık motorları	Piston kolları
İniş dişlileri
Özel parçalar
Pistonlar

Döküm çelik bilya

Bilyalı dövme işleminde abrasivin seçimi işleme tabi tutulacak malzeme ve istenen sonuca göre yapılmalıdır.

Dökme çelik bilya ergitilmiş çeliğin atomizasyonu sonucunda yuvarlak veya yuvarlağa yakın elde edilen abrasivlerdir.Bir kısım işlem ve seleksiyon sonucunda kullanıma hazır hale gelirler.

Seramik abrasivler

İki tip seramik abrasiv mevcuttur:seramik kürecik ve seramik bilya.Oksitlerin elektro füzyonu neticesinde elde edilirler.Seramik abrasivler kolay aşınmaz ve çarpma neticesinde kolay parçalanmazlar.

Seramik kürecikler

Diğer abrasivlere kıyasla daha yuvarlak şekilli ve ölçülerinin aynı oluşları ile yüzeye zarar vermeden ve toz çıkarmadan daha pürüzsüz bir satıh sağlarlar.

Seramik bilyalar

Seramik bilyalar, bilyalı dövme işlemi gibi yüksek performans gerektiren işler için özellikle geliştirilmiş ürünlerdir.Özenle seçilmiş yuvarlak şekilleri ve güçlendirilmiş yapılarıyla seramik bilyalar seramik küreciklerden çok daha yuvarlak ve dayanıklıdırlar..

HAVALI BİLYALI DÖVME MAKİNE & EKİPMANLARI

Karmaşık ve girift yapıya sahip malzemelerin bilyalı dövme işlemi malzemenin özelliklerinden dolayı pürüzlülüğün sağlanması için bilya atımının istenen yönde ve belirgin bir açıyla yapılması gerekir.Bu özelliklerde dövme işlemini ancak istenen yön ve açıyı sağlayacak nozullarla yapılabileceğinden bu amaçla genellikle havalı bilya dövme makineleri kullanılır. Böylelikle uygulama yapılan alan üzerinde pürüzlülük sağlanır,bilya erişiminin güç olduğu yerlerde işleme tabi tutulmuş olur ayrıca istenmesi halinde malzeme yüzeylerinde farklı yoğunluklar da sağlanabilir.

SANTRİFÜJ TÜRBİNLİ BİLYALI DÖVME MAKİNELERİ

Türbinli makinelerin geçmişi 1870 lere kadar dayanmaktadır.İlginç bir hadise olarak,ilk makinenin operasyonel olarak kullanılabilmesi için bu tarihten sonra 60 sene geçmesi gerekmiştir.Türbinli makineler, türbinin üzerindeki paletlerin abrasivleri malzeme üzerine yüksek hızda fırlatması prensibiyle çalışırlar.

Türbinli makineler kullanıcılarına bir çok avantajlar sunarlar :

-İşleme tabi tutulacak parçalar üzerinde yüksek verimlilik sağlayan çok iyi bilya akışları vardır.

-Yüksek verimlilik ve hızlı iş görme özelliği mevcuttur.

-Havalı sistemlere nazaran daha az enerji ve güç tüketimleri vardır.

BİLYALI DÖVME İŞLEMLERİNDE SORUN GİDERME

Yoğunluk farklılıkları

Bilyalı dövme işleminde yoğunluk farklılıkları tespit edildiğinde,bu durum birden çok faktörden ve kullanılan ekipmandan kaynaklanmış olabilir.Başlıca faktörler:Bilya boyutu,sertliği,okuma hataları,ricochet çarpmalar olabilir.

Havalı sistemlerde yoğunluk farklılıklarına etki eden faktörler

Aşağıda yer alan hususlar kontrol edilmelidir:

Basınç,bilya atım oranı,nozul aşınımı .

Hava basıncının,orjinal doygunluk analizlerinde olduğu gibi ayarlanması gerekir.

Nozulun aşınması nozul ağzının kalibresini bozacağından istenenden daha fazla hava debisi yaratacaktır, dolayısıyla spesifikasyona uygun bilya akışı sağlanamayacaktır.

Türbinli sistemlerde yoğunluk farklılıklarına etki eden faktörler

Aşağıda belirtilen faktörler yoğunluk farklılıklarına yol açabilir:

Türbin hızı,tambur ve rotorda aşınma,aşınmış paletler.

Havalı sistemlerde kötü pürüzlendirme nedenleri

Havalı sistemlerde kötü pürüzlendirmenin başlıca nedenleri ; bilya atımındaki hatalar,nozulların hedefe doğru yönlendirilmemesi,eksik bırakılan iş akış şablonu vb.leridir.

Türbinli sistemlerde kötü pürüzlendirme nedenleri

Türbinli sistemlerde kötü pürüzlendirmenin başlıca nedenleri; türbin rotorunun aşınması,rotor mahfazasının aşınması,tamburun aşınması sayılabilir.

BİLYALI DÖVME İŞLEM DENETİMİ

Bütün endüstriyel uygulamalarda ,prosesin takibi,imalatın istenen vasıf ve kalitede olması,akredite proseslerin uygulamalardaki yansıması vb gibi önemli üretim süreçleri ancak bütün sistemler üzerinde etkin kontrol ve denetim işlevi ile sağlanır .

Kalite sistemi

Bir firmanın kalite sistemi sektöründen gelen taleplere,müşterilerinin beklentilerine ve uyması gereken normlara göre organizasyon yapısını oluşturur.

Doküman kontrolü

Kalite sisteminin omurgasını dokümantasyon sistemi oluşturur.

Başarılı ve gelişen bir kalite sistemi için dokümantasyon kilit sistemdir.Bununla beraber sistemin başarısı için sistemdeki her ilgilinin kalite sisteminin devamlılığı ve etkinliğini sürdürebilmesi için ,gereken her prosedürü sorumluluk bilinciyle yerine getirmelidir.

Bakım kontrolu

Organizasyondaki bakım ve gözetim kontrol işlevi, ürünlerden beklenen verimliliğin sağlanması için gereken tüm ekipman ve altyapı ögelerini, yazılım ve donanımlar dahil olmak üzere devamlı hazır ve eksiksiz olarak bulunmasını sağlar.

Malzeme kontrolü

Bilyalı dövme işleminde kullanılan malzemelerin kontrolunde kesin olan kontrol yöntemleri vardır.Bu kurallar genellikle çok spesifik olup,mulaka sadık kalınmalıdır.Kullanılacak bilyalar ile ilgili,boyu,tipi,sertliği gibi spesifik özellikler vardır.Almen test plakaları,Almen tutucular ve ölçüm cihazları da kontrole tabi ürünlerdir.Bu nedenle,malzemelerin normlara uygun olduğundan emin olmak çok önemlidir.İşbu sebeple bu ürünleri üreten firmalardan COC uygunluk sertifikası alınması gerekir.

Kalibrasyon

Bilyalı dövme faaliyetinde kullanılan ölçüm cihazı vb.ekipman ve cihazların kalibrasyonlarının tam olduğundan mutlaka emin olmak gerekir.Aksi halde denetim işlevinde kesinlikle hatalar meydana gelecektir.

İlgililerin yetenekleri

Bilyalı dövme işinde görevlendirilen çalışanlar ve denetçilerin müşteri beklentileri ve spesifikasyonları karşılalayacak düzeyde iyi eğitilmiş olmaları gereklidir.

Spesifikasyon ve standartlar

Bilyalı dövme işleminde en yaygın kullanılan spesifikasyon AMS-S-13165 spesifikasyonudur.SAE “The Engineering Society For Advancing Mobility Land Sea Air and Space” kurumunun yayınladığı bu spesifikasyonla metal parçaların bilyalı dövme prosedürleri izah edilmektedir. SAE tarafından bilyalı dövme işlemi için yayınlanan bazı yaygın spesifikasyonlar aşağıdaki tabloda yer almaktadır:

Spesifikasyon	Kapsamı
AMS 2430	Bilyalı dövme
AMS 2432	Bilgisayar kontrollü bilyalı dövme
AMS 2431	Bilyalı dövme abrasivleri
AMS 81841	Metal malzemelerin kanatlı dövme işlemi
SAE J441	Kesme tel abrasiv
SAE J442	Test plakası,Plaka tutucu,Bilyalı dövme ölçüm cihazı
SAE J443	Standart test plakası kullanımı prosedürü

Diğer spesifikasyonlar:

Bazı büyük kuruluşlar bilyalı dövme işlemi için kendi spesifikasyonlarını hazırlamışlardır.Bunların başlıcaları:

Boeing – BAC5730

GEAC – P11TF3,P11TF8

Rolls Royce – RPS 428

Teknik dokümanlar

Teknik plan,data belgesi vs. adlarla anılan teknik dokümanlar içerdikleri yönergelerle bilyalı dövme işleminin en önemli parçasıdırlar.Bilyalı dövme işlemindeki bütün prosedürler bu dokümanlarda belirtilmiştir.Bunun yanında bu spesifikasyonlarda bilyalı dövme önce ve sonrası prosesler ve inceleme yöntemleri de ayrıntılı olarak bulunmaktadır.

Teknik dokümanlar aşağıdaki bilgileri içermelidir:

1)Teknik veri belgesinin numarası,tarihi,revizyon numarası vs.

2)Tipi,modeli,seri numarası vs.ile kullanılan ekipman bilgileri

3)Bilyalı dövme abrasivi

4)Bilyalı dövme yoğunluğu ve pürüzlülük değeri

5)Bilyalı dövme yapılacak ve maskelenecek yerler

6)Bilyalı dövme önce ve sonrası yapılacak incelemeler

7)Çalışmaya başlama prosedürleri

8)Hava basınç ayarları(türbinli makinelerde türbin hızı)

9)Bilya akış oranı ayarı

10)Nozul ayarı

11)Almen test plakası değerleme ayarı

12)Parçanın temizleme ve işlem prosedürleri,vs.

Parça / Plaka uyarlama aleti

Parça/plaka uyarlama aleti ,bilyalı dövme işleminden istenen yoğunluğu tespit etmek için malzemenin üzerinde Almen plakalarının istenen pozisyonda takıldığı bir alettir.Bu şekilde Almen test plakaları uygulama yapılacak malzemenin de olduğu gibi aynı açı ve konumda bilyalı dövme işlemine tabi tutulurlar.

YORGUN MALZEMELER İÇİN BİLYALI DÖVME OPTİMİZASYONU

Bağlantı milleri ve yaylar gibi bazı elemanlar sürekli bir yük ve gerilim altında çalışırlar..Bu parçaların dayanımını artırmak için ya malzemenin sertliği arttırılmalı ya da malzeme yüzeyinde basma kalıcı gerilmeli bir tabaka oluşturmalıdır.Bu noktada bilyalı dövme işlemi ,mekanik bir yüzey işlem prosesi olarak çok uygun bir çözümdür.

Kritik yorgunluğu olan malzemeler genellikle yüksek sertliğe sahiptirler.Bu durumda abrasiv olarak çelik bilya veya yuvarlatılmış kesme tel kullanımı en uygunudur.

Gerilmeli bilya dövme işleminde malzemenin işleyen kısmı ya da malzemenin tamamı işleyeceği yön doğrultusunda gerilmeli bilya dövme işlemine tabi tutulur.Basma kalıcı gerilmeden elde edilen netice normal bilyalı dövme işleminden bariz şekilde üstündür.

Basma kalıcı gerilim sadece çekme gerilim ile artırıldığından çekme gerilimini sağlayan üç yöntem bulunmuştur:

-Bütün kesit boyunca çekme gerilim uygulaması

-Bazı malzemelerin yüzey katmanlarında çekme gerilimini sağlayan bükme (eğme) gerilimi uygulaması

-45° açı ile malzemenin tüm yüzeyine uygulanan burulma gerilimi (torsional stress)

istenen çekme gerilimini sağlarlar

Kalıcı gerilimler

Kalıcı gerilmeli bilya dövme işlemi normal bilyalı dövme işlemi ile aynı profile sahip olmakla birlikte malzeme üzerinde bir miktar kalıcı gerilim etkisi yaratırlar.

Çekme gerilimler

Çekme gerilimi genellikle yarış arabalarında kullanılan bağlantı millerinde uygulanır.Böylelikle malzemenin dayanım gücü %20 artırılmış olur.

Bükme gerilimler

Hemen her tip kamyonun süspansiyonunda kullanılan yaprak yaylarda bükme gerilim uygulanır.

Burulma gerilimleri

Binek otomobillerde süspansiyonu sağlayan yaylar daki gerilim burulma gerilimidir.

Çifte bilyalı dövme

Kalıcı gerilimin düzeyi atım yapılan bilyaların kinetik enerjisiyle doğrudan bağlantılıdır.Kinetik enerjinin artmasıyla malzemenin pütürlülüğü de artacaktır.Bu durumda malzemenin dayanımından çok yüzeyinde pütürlülükler egemen olacaktır.Daha dinamik bir dayanım elde etmek için malzemenin ikinci kez daha küçük ölçüde bilya ile dövülmesi gerekir.Ancak ikincil işlem olarak bu duruma dikkat edilmelidir,aksi halde gerilim bilyalı dövme etkisini kaybeder.

KANATLI DÖVME (FLAP PEENING)

Kanatlı dövme veya bazen adlandırıldığı şekliyle Roto dövme işlemi ,manuel olarak yeniden dövme işlemi yapılması gereken küçük alanlar için uygulanan çok zel bir yöntemdir.

Kanatlar

Bu yöntemde, dövme işlemi; bir çubuğun ekseninde dönen polimerik esnek kanatlara yapışık tungsten karbid bilyaların dönerken malzeme üstüne çarpmasıyla meydana gelir.Çubuklar ve kanatlar belli normlara sahiptirler.

Kanatlı dövme sistemini cazip kılan en önemli özellik uygulama gereken malzemelerin bulunduğu yerden sökülmesini gerektirmeyen kolay uygulanabilen ve ekonomik bir dövme yöntemi olmasıdır.

Almen plaka tutucu

Almen plaka tutucu genellikle mıknatıslı olup,diğer Almen tutucularda olduğu gibi vidalı olmadığından kanatlar üzerindeki bilyaların işlem esnasında çarparak kopmalarına neden olmaz.

Kanatlı dövme güç kaynağı ,havalı veya elektrikli

Dövme işleminin torku çok küçük olduğundan dövme esnasındaki hız önemli bir faktör değildir.Bu nedenle küçük motorlar dahi kolaylıkla kullanılabilir.

Hız kontrollu elektrik motoru

1/3 hp güce sahip motor, maksimum 15.000 rpm hıza erişmektedir.Entegre hız ayarı ile istenen hız seviyesi sağlanmaktadır.

Kalem tipi motor

Kalem tipi el motoru ve aksesuarları ile kanatlı dövme işlemi yapılabilmektedir.Başka bir opsiyon olarak ayak pedalı ile bu motorları sabitleyerek kullanmak ta mümkündür.

Elektriki ekipmanların yanında bir çok sanayi tipi aletler hava basıncı ile çalışmaktadır.Matkaplar,dairesel zımpara makineleri,parlatıcılar da bu amaçla kullanılabilir.Hava subaplı sistemler hızı ayarlamak için tercih edilebilir.

Her cihazın tam RPM si ile ilgili olarak farklı görüşler vardır.Mil-r-81841 spesifikasyonuna göre ± 100 RPM ideal yoğunluğu belirleyebilmek için uygun görülmüştür.En iyi tespit %100 pürüzlülüğe erişildiğinde yay yüksekliğini ölçmek olacaktır.İşlem süresinin ikiye katlanması ile yay yüksekliği ilk tespite göre ancak %15 kadar artacaktır bununla beraber yoğunluk gereksinimini karşılayacaktır .

Takometre

Yoğunluk hıza bağımlı olduğundan hızı belirleyebilmek için kullanım esnasında bir takometreye ihtiyaç vardır.

Yoğunluğun tespiti

Almen test plakası kontrol edilir ve tutucu içine yerleştirilir.Çubuk güç kaynağına takılır ve RPM hızı takometre ile ölçülür.

Plaka %100 pürüzlülüğe ulaşana kadar işleme devam edilir.Normalde bu işlem 2-3 dakika sürer.Tam pürüzlülüğün sağlandığı kanaatine varıldığında 10 X veya 30X luk büyüteçlerle pürüzlülük kontrol edilir.

Tam pürüzlülüğün tespitine müteakip,yoğunluk ölçümü yapılır.Unutulmaması gereken en önemli husus standart Almen tutucuda olduğu gibi yay yüksekliği ölçülmesine rağmen ,Almen yoğunluk spesifikasyonunda tanımlandığı üzere düzeltme faktörü eklenerek gerçek malzeme üzerindeki yoğunluk derecesi bulunur.Bu amaçla ilgili tablo veya grafik kullanılır ya da çıkan sonuç gerçek yoğunluğu bulmak için 0,77 ile çarpılır. .

Yüzey hazırlama

Peening işleminden önce malzemedeki kaplama vb. temizlenmelidir.

Pürüzlülüğün değerlendirilmesi

Bilyalı dövme işleminden sonra ,işlem yapılan alanda büyüteç ile gözlem yapılmalı,şayet tam pürüzlülük sağlandığından emin olunmuyorsa bilyalı dövme işlemine biraz daha devam edilmelidir.

Pürüzlülük düzeyinden emin olunduğunda işlem yapılan bölge bir solvent ile silinerek temizlenmelidir.

Kanatlı dövme ile ilgili özel durumlar

İç kısımların dövülmesi

Kanatlı dövme aparatlarının en kullanışlı olduğu alanlar yatakların birbirine geçmesi için açılan delik vb ile iç çapında değişikliğe uğrayan bölgelerin bu yöntemle tekrar dövme işlemine tabi tutulabilmesidir. Bununla beraber bakım vs. amaçlarla sökülen vida,yatak vs.lerin boşluklarını yeniden dövme işleminde de kullanılabilir.

Kanatlı dövmenin kullanıldığı alanlardan biri de kaplamaların yapışma kontroludur.Kaplama prosesinden önceki yüzey hazırlığı iyi yapılmamışsa kanatlı dövme ile kontrol edildiğinde kaplamaların pul pul kalkacağı bilinir.

Düzeltme ve doğrultma

Düzeltme ve doğrultma esasen bir şekillendirme prosesidir.Kanatlı dövme yöntemi ile bütünün üzerindeki bir bölge düzeltilebilir.Kanatlı dövme ile düzeltilen bir çok proseste,işin bitmesi ancak bir kaç saat geçmesini gerektirmiştir.Bu yöntemin uygulanmadığı işlerde parçaların tek tek sökülmesi sonra yeniden montajı vs nedenlerle bazı durumlarda 2 – 3 hafta işlem süresine ihtiyaç olmaktadır.Bu durumda kanatlı dövmenin avantajını açıkça ortaya koymaktadır.

BİLYALI DÖVME İŞLEMİ İLE ŞEKİLLENDİRME

Bilyalı dövme işlemi yüksek hassasiyeti olan metal parçaların,bilhassa şekli itibariyle girintili çıkıntılı ve büyük parçaların şekillendirilmesinde kullanılmaktadır.

Bilyalı dövme şekillendirme metodu ile uçak kanatlarının kaplaması,roket aksamları gibi genellikle büyük ve kalın aluminyum parçaların şekillendirmesi yapılmaktadır.Bilyalı dövme ile şekillendirme metoduyla,işbu proses için büyük maliyetlerle kurulan fırınlar,kalıphaneler vb. gibi yatırımlar yapmak gerekmediğinden önemli derecede tasarruf sağlayan çok uygun bir sistemdir. .

İmalatçı firmalar için yine de bilyalı dövme ile üretim yapmak çok kolay bir hadise değildir.Ancak günden güne gelişen teknolojisi ile gelecekte bu konuda daha yagın kullanım olacağı düşünülmektedir