Kesici takımlara uygulanan kriyojenik işlemin ti-6Al-4V alaşımının delinebilirliği üzerindeki etkilerinin araştırılması


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Öğrenci: TURGAY KIVAK

Danışman: ULVİ ŞEKER

Özet:

Bu çalısmada, Ti-6Al-4V titanyum alasımının delinmesinde kesme parametreleri, kesme sartları ve kesici takımlara uygulanan islemlerin; kesme kuvvetleri, moment, yüzey pürüzlülüğü, delik çapı, dairesellik ve silindiriklikten sapma ile takım asınması ve takım ömrü üzerindeki etkileri arastırılmıstır. Kesici takım olarak kaplamasız ve TiAlN/TiN kaplı M42 HSS ile tungsten karbür matkaplar kullanılmıstır. Her iki kesici takım malzemesinde de kaplamasız takımların bir kısmına -145 oC'de 24 saat bekletmek suretiyle kriyojenik islem diğer bir kısmına ise kriyojenik islem ardına 200 oC'de iki saat bekletmek suretiyle temperleme islemi uygulanmıstır. Dolayısıyla her kesici takım malzemesinden kaplamasız, TiAlN/TiN kaplı, kriyojenik işlem uygulanmıs (Kİ) ve kriyojenik islem ardına temperleme islemi uygulanmış (KİT) olmak üzere dört farklı takım test edilmistir. Delme deneylerinde kesme parametreleri olarak HSS ve tungsten karbür takımlar için ayrı ayrı belirlenen dört farklı kesme hızı ve üç farklı ilerleme hızı kullanılmıstır. 5 mm çapında matkaplarla kuru ve ıslak kesme sartları altında CNC dik isleme merkezinde 15 mm derinliğinde boydan boya delikler delinmistir. Ayrıca kriyojenik islem ve kriyojenik islem ardına uygulanan temperleme isleminin islemsiz takımlara göre mikroyapıda meydana getirdiği değisimleri belirlemek amacıyla SEM analizleri yapılmıstır. Mikroyapı incelemeleri, HSS takımlara uygulanan kriyojenik islemin, karbür boyutlarını küçülterek homojen karbür dağılımı sağladığını ve geleneksel ısıl islem sonrası yapıdaki kalıntı östeniti martensite dönüstürdüğünü göstermistir. Ayrıca kriyojenik islem sonrası yapılan temperleme islemi ile küçük ikincil karbürlerin yoğunluğunun arttığı görülmüstür. Tungsten karbür takımlarda ise kriyojenik islem ve temperleme islemi eta karbürlerinin yoğunluğunu artırmıstır. Mikroyapıdaki bu değisimler kesici takımların sertlik ve aşınma direncinin artmasında önemli bir rol oynamıstır. Delme deneyleri sonucunda, soğutma sıvısı kullanımının kesme kuvvetleri ve moment dısındaki tüm deney çıktıları üzerinde olumlu etkilere sahip olduğu görülmüstür. Özellikle her iki kesici takım malzemesinde de takım ömründe önemli artıslar sağlamıstır. Hem HSS hemde tungsten karbür takımlar için delik kalitesi ve takım ömrü açısından en iyi sonuçlar TiAlN/TiN kaplı takımlardan alınmıstır. Kriyojenik islem ve kriyojenik islem ardına yapılan temperleme isleminin HSS ve tungsten karbür takımların isleme performansını arttırmada önemli etkilere sahip olduğu görülmüstür. Islak kesme sartlarında KİT HSS ve tungsten karbür takımlar islemsiz takımlara göre takım ömründe sırasıyla %87 ve %83 ömür artısı sağlamıstır. İsleme çıktıları üzerindeki etkileri göz önüne alındığında kriyojenik islemin HSS takımlar üzerindeki etkisinin karbür takımlara göre daha fazla olduğu görülmüstür.