INCONEL 718 İN DELİNMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE TALAŞ OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI



Benzer belgeler
Ti-6A l-4v ALAŞIMININ DELİNMESİNDE KAPLAMA MALZEMESİ VE KESME ŞA RTLA RININ KESME KUVVETLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

İŞLEME PARAMETRELERİNDEN KESME HIZININ INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMIN İŞLENEBİLİRLİĞİNE ETKİSİ

DENEY 2 KESME HIZININ YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

KAPLAMA ÇEŞİDİ VE İŞLEME PARAMETRELERİNE BAĞLI OLARAK TAKIM-TALAŞ ARAYÜZEY SICAKLIĞI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNDEKİ DEĞİŞİM

0,35 0,3 0,25 0, m/min 130 m/min 169 m/min 220 m/min 286 m/min 0,15 0,1 0,05

AISI 316 Östenitik Paslanmaz Çeliğin İşlenmesinde Talaş Kırıcı Formunun Takım Aşınmasına ve Yüzey Pürüzlülüğüne Etkisi

AISI 1050 Çeliğinin Delinmesinde Kesme Parametrelerinin ve Kaplama Uygulamasının Dairesellikten Sapma (Ovalite) Üzerindeki Etkilerinin Araştırılması

AISI 303 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENMESİNDE KESME HIZI VE İLERLEMENİN TALAŞ BİÇİMİNE ETKİSİ

SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

AA5052 ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE İŞLEME PARAMETRELERİNİN KESME KUVVETİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

TAKIM ÖMRÜ MODELLERİNDE SERMET KESİCİ TAKIMLAR İÇİN n ÜSTEL DEĞERLERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

Tİ-6AL-4V ALAŞIMININ DELİNMESİNDE M42 HSS TAKIMLARA UYGULANAN KRİYOJENİK İŞLEMİN DELİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Sığ ve derin kriyojenik işlem uygulanmış karbür takımların kesme kuvvetlerine etkisi

AISI D2 ve AISI D3 Soğuk İş Çeliklerinin Delinmesinde İşleme Parametrelerinin Çapak Oluşumuna Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

DELİK DELME İŞLEMLERİNDE KESME PARAMETRELERİNİN KESME BÖLGESİNDEKİ SICAKLIĞA ETKİSİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ

Kriyojenik İşlem Uygulanmış Tungsten Karbür Takımların Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Üzerine Etkisi

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK ve DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KAPLAMASIZ SERMET TAKIMLA AISI 6150 ÇELİĞİNİN FREZELENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİ *

HSS Torna Kalemindeki Talaş Açısının Kesme Kuvvetlerine Etkisi

INCONEL 600 SÜPER ALAŞIMININ TORNALANMASINDA İŞLEME PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

Fen Bilimleri Dergisi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

ÇİFT UÇ AÇILI SPİRAL MATKAPTA TAKIM ÖMRÜ

16 th International Materials Symposium IMSP' Oct 2016, Pamukkale University Denizli - Turkey

Farklı Elektrotlar ile Delik Delme İşlemlerinde Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

16 th International Materials Symposium IMSP' Oct 2016, Pamukkale University Denizli - Turkey

TORNALAMADA DEĞİŞKEN İLERLEMENİN BAŞLANGIÇ AŞINMASINA OLAN ETKİLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

The Influence of Cutting Parameters on Surface Roughness and Tool Wear In Milling of AISI D2 Cold Work Tool Steels of Different Hardness

NİKEL ESASLI SÜPERALAŞIMLARIN VE TİTANYUM ALAŞIMLARININ İŞLENEBİLİRLİĞİ 1. BÖLÜM: SİNTERLENMİŞ KARBÜR TAKIMLARIN PERFORMANSLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

TALAŞLI İMALAT SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI. Talaşlı İmalat Yöntemleri

AISI 316 ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN DELİNMESİNDE TEK KATLI VE ÇOK KATLI KAPLAMALARIN DELİK KALİTESİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

İNCONEL 718 SÜPER ALAŞIMININ CVD KAPLAMALI KESİCİ TAKIM İLE YÜZEY FREZELEMESİNDE, KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİ

AISI 303 ÖSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN İŞLENMESİNDE KESİCİ KENAR FORMUNUN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN SON BİTİRME OPERASYONLARININ ANALİZİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA A STUDY ON ANALYSIS OF FINISH OPERATIONS OF DUCTILE IRON

Yunus KAYIR a*, Ahmet AYTÜRK a. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

Investigaton of the Effects of Cutting Parameters on The Surface Roughness, Tool Temperature and Thrust Force in Drilling of AA 7075-T6 Alloy

PVD VE CVD KAPLAMALI SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLARIN İŞLEME PARAMETERLERİNE BAĞLI OLARAK YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Politeknik Dergisi, 2017; 20 (1) : Journal of Polytechnic, 2017; 20 (1) : 43-49

SinterlenmişKarbürler. Co bağlayıcı ~ Mpa Sertlikliğini 1100 ⁰C ye kadar muhafaza eder Kesme hızları hız çeliklerine nazaran 5 kat fazladır.

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

St 37 ÇELİĞİNİN SÜRTÜNMELİ VE GELENEKSEL DELME İŞLEMLERİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ARAŞTIRILMASI

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TALAŞLI İMALAT LABORATUARI DENEY FÖYÜ

AISI 1040 Çeliğinin Kuru Tornalanmasında Yüzey Pürüzlülüğünün İncelenmesi

Anahtar Kelimeler: Östenitik paslanmaz çelik, Kesme kuvveti, Sonlu elemanlar metodu.

AISI 304 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİĞİN KAPLANMIŞ SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIMLA İŞLENMESİ ESNASINDA OLUŞAN TAKIM AŞINMASI

MİKRO FREZELEME İŞLEMİNDE KESME KOŞULLARININ TAKIM AŞINMASI VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

INCONEL 718 SÜPER ALAŞIMININ İŞLENMESİNDE KESME PARAMETERELERİNİN KESME KUVVETİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

GGG 90 Küresel Grafitli Dökme Demirin İşlenebilirliğinin Kesme Kuvvetleri ve Yüzey Pürüzlülüğü Açısından Değerlendirilmesi

Metal kesmeyi anlama # /71

DELİK DELME İŞLEMLERİNDE ISLAH ÇELİKLERİNİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

AISI 1040 Çeliğinin Tornalanmasında Kesme Şartlarının Yüzey Pürüzlülük Değerlerine Etkilerinin İncelenmesi

Al-5005 in DELİNMESİNDE DELME PARAMETRELERİNİN ÇAPAK OLUŞUMUNA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Metrik Vida Açmada Alternatif Kesici Uç Yaklaşımı

Evaluation of Cutting Tool Wear Characteristics and Removed Chip Volumes in Drilling of AISI D2 and AISI D3 Cold Work Tool Steels

AISI 316Ti PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESİCİ UÇ ETKİSİNİN TAGUCHI YÖNTEMİ İLE ANALİZİ

ISLAH ÇELİĞİNİN FARKLI KESİCİ TAKIMLARLA İŞLENMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN TALAŞ ŞEKİLLERİ ÜZERİNE ETKİSİ VE TALAŞ ŞEKİLLERİNİN SINIFLANDIRILMASI

ALLOY WITH DIAMOND LIKE CARBON (DLC) COATED DRILLS

KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR KESİCİ TAKIM VE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

16 th International Materials Symposium IMSP' Oct 2016, Pamukkale University Denizli - Turkey

Ç 5140 Çeliğinin Mekanik Özelliklerinin Takım Aşınması ve Kesme Kuvvetlerine Etkisinin İncelenmesi

İnconel 718 Süper Alaşımının İşlenmesinde Kaplanmış Mikro Takımların Aşınma Davranışları ve Performans Analizi

Erol KILIÇKAP Dicle Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Diyarbakır ÖZET

4 köşeli,tek yönlü, güçlü delik delme serisi, talaş kırıcı form ve kalite seçenekleri ile tüm malzemeleri kapsar.

AA 7075 VE AA 6013 ALÜMİNYUM MALZEMELERE DELİK DELME OPERASYONU SÜRECİNDE KESME PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ

TEL EROZYON YÖNTEMİ İLE İŞLENEN KALIP ÇELİKLERİNDE İŞLEM PARAMETRELERİNİN YÜZEY KALİTESİNE ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRLERİN İŞLENMESİNDE, SERAMİK VE KARBÜR KESİCİLERİN PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI.

ISSN: e-journal of New World Sciences Academy

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

İmalat Teknolojileri. Dr.-Ing. Rahmi Ünal. Talaşlı İmalat Yöntemleri

HSS alanında etkinlik

Frezeleme takım kompansasyonu # /49

Seramikler. Süper alaşım malzemelerin verimli işlenmesi için

tanımlar, ölçüler ve açılar DIN ISO 5419 (alıntı baskı 06/98)

KESME HIZININ YIĞINTI KATMANI VE YIĞINTI TALAŞ OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN SEM İLE İNCELENMESİ

Ç4140 MALZEMESİNİN TORNALAMASINDA İLERLEME, KESME HIZI VE KESİCİ TAKIMIN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ, TAKIM ÖMRÜ VE AŞINMAYA ETKİLERİ

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRİN SİNTERLENMİŞ KARBÜR KESİCİ TAKIM İLE TORNALAMA İŞLEMİNDE TAKIM PERFORMANSININ İNCELENMESİ

7075 Alüminyum Alaşımının Tornalamasında Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğüne Etkilerinin Analizi

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

15-5 PH PASLANMAZ ÇELİĞİN TORNALANMASINDA KESME KUVVETİNİN TAGUCHİ METODU İLE OPTİMİZASYONU

1 Tabloda listelenen matkaplar için çap aralığını ve delme derinliklerini bulun.

Verimliliğiniz İçin YG 1 KESİCİ TAKIMLAR SAN VE TİC.LTD. ŞTİ. YÜKSEK PERFORMANSLI ÜRÜNLER En İyi Seçimler YG-1 ÜRÜNLERİ HIZLI ARAMA

Talaş oluşumu. Akış çizgileri plastik deformasyonun görsel kanıtıdır. İş parçası. İş parçası. İş parçası. Takım. Takım.

DIN sıcak iş takım çeliğinin testere freze çakılarıyla işlenebilirliğinin araştırılması

HAVA VE GELENEKSEL SOĞUTMA YÖNTEMİ İLE FREZELEMEDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN İNCELENMESİ

AISI 1040 çeliğin tornalamasında kesme parametrelerinin kesme kuvvetine etkisi

ORTAGONAL KESME İŞLEMİNDE KESİCİ TAKIM KAPLAMA MALZEMESİNİN TALAŞ KAYMA AÇISI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN MODELLENMESİ

KAPLAMALI VE KAPLAMASIZ SEMENTİT KARBÜR TAKIMLAR İÇİN TAKIM ÖMRÜ MODELİ NDEKİ N ÜSTEL DEĞERİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

İmalat Süreçlerinde Kesme Kuvvetlerinin Belirlenmesi Dinomometre Tasarımı ve İmalatı

İmalat Teknolojileri. Dr.-Ing. Rahmi Ünal. Talaşlı İmalat Yöntemleri malzemebilimi.net

HSLA DIN EN Çeliğin Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Eksenel Kuvvet ve Momente Etkilerinin Deneysel Araştırılması

INVESTIGATING THE EFFECTS OF PROCESSING PARAMETERS OVER THE BUILT-UP LAYER AND BUILT-UP EDGE FORMATION WITH SEM DURING THE PROCESSION OF AA2014 ALLOY

CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİT MALZEMENİN DELİNMESİ ESNASINDA OLUŞAN YÜZEY HASARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Örnekler ve 3 Boyutlu Kesme

AISI H13 SICAK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN DENEYSEL İNCELENMESİ. Metin ZEYVELİ 1,*, Halil DEMİR 1

Ti-6Al-4V Alaşımının Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Kesme Kuvvetlerine ve Delik Kalitesine Etkisinin İncelenmesi

AA 7075 DELİNMESİNDE KULLANILAN SOĞUTMA TEKNİĞİNİN PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİNE ETKİSİ

YÜKSEK HIZLI TALAŞLI İŞLEMEDE YÜZEY KALİTESİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

Ç1040 VE 11SMnPb37 ÇELİKLERİNİN İŞLENMESİNDE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE ÜRETİM MALİYETİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

AISI 01 SOĞUK İŞ TAKIM ÇELİĞİNİN İŞLENEBİLİRLİĞİNİN KESME KUVVETLERİ VE YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ AÇISINDAN ARAŞTIRILMASI ÖZET

Transkript:

Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 25, No 2, 293-298, 2010 Vol 25, No 2, 293-298, 2010 INCONEL 718 İN DELİNMESİNDE KESME PARAMETRELERİNİN YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜ VE TALAŞ OLUŞUMU ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI Turgay KIVAK *, Kasım HABALI ve Ulvi ŞEKER * Makine Bölümü, Cumayeri Meslek Yüksekokulu, Düzce Üniversitesi, 81700 Düzce Makine Eğitimi Bölümü, Teknik Eğitim Fakültesi, Gazi Üniversitesi, 06500 Ankara turgaykivak@duzce.edu.tr, khabali@gazi.edu.tr, useker@gazi.edu.tr (Geliş/Received: 17.03.2009 ; Kabul/Accepted: 08.12.2009) ÖZET Bu çalışmada, Inconel 718 süper alaşımının kaplamalı ve kaplamasız karbür matkaplarla delinmesi esnasında kesme parametrelerinin, yüzey pürüzlülüğü ve talaş oluşumu üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Delme deneyleri kaplamasız, TiN ve TiAlN kaplı karbür matkaplar kullanılarak, kuru kesme şartlarında CNC dik işleme merkezinde, dört farklı kesme hızı (10, 12,5, 15, 17,5 m/dak) ve üç farklı ilerleme hızı (0,05, 0,075, 0,1 mm/dev) kullanılarak yapılmıştır. 5 mm çapında matkaplarla 8 mm derinliğinde kör delikler delinmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ölçümleri ışığında kesici takımlar arasında karşılaştırma yapılmıştır. Genel olarak, yüzey pürüzlülüğü açısından en iyi sonuçlar kaplamasız takımla delinen deliklerden alınmıştır. Talaş oluşumu incelendiğinde yapılan bütün deneylerde, ilk delikte meydana gelen talaş şeklinin kopuk talaş ya da küçük adımlı helisel talaş şeklinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Inconel 718, yüzey pürüzlülüğü, talaş oluşumu, delme. INVESTIGATION OF THE EFFECT OF CUTTING PARAMETERS ON SURFACE ROUGHNESS AND CHIP FORMATION IN DRILLING OF INCONEL 718 SUPER ALLOY ABSTRACT In this study, the effects of cutting parameters on surface roughness and chip formation obtained during the drilling of Inconel 718 super alloy with coated and uncoated carbide drills were investigated. Drilling tests were performed using TiN and TiAlN coated carbide drills on a vertical CNC machining center with four different cutting speeds (10, 12,5, 15, 17,5 m/min ) and three different feed rates (0,05, 0,075, 0,1 mm/rev). Blind holes with 8 mm depth were drilled with 5 mm diameter drills. Surface roughnesses evaluation of holes based on the cutting tools was made with respect to the roughness measurements. According to this evaluation, the best results for surface roughness on the holes were obtained with the ones drilled by uncoated carbide tools. When the chip formations were examinated, for all tests the chip formations for the first drilled holes were a discontinuous chip form or tight helical chip form. Keywords: Inconel 718, surface roughness, chip formation, drilling. 1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Süper alaşımlar, yüksek sıcaklıkta iyi korozyon ve oksidasyon direncine, üstün sürünme ve kopma dayanımına sahiptirler [1]. Bu alaşımların içerisinde krom ve nikel içeren demir esaslı alaşımlar, demir-nikelkrom-kobalt bileşikleri, karbür takviyeli kobalt esaslı alaşımlar, katı solüsyon takviyeli nikel esaslı alaşımlar, çökeltme ve dağılım takviyeli nikel esaslı alaşımlar bulunmaktadır [2]. Son yıllarda farklı çalışma sıcaklıklarına sahip çeşitli alaşımlar geliştirilmiştir. Bunların en önemlilerinden biri de Inconel 718 süper alaşımıdır. Polikristalli ve eşeksenli bir mikro yapıya sahiptir. Düşük ve orta sıcaklıktaki ((-250)-(700) o C) mükemmel mekanik özelliklerinden dolayı son yıllarda uzay, petrol ve nükleer enerji endüstrisinde

T. Kıvak v.d. INCONEL 718 in Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Talaş Oluşumu... geniş bir uygulama alanı bulmaktadır. Inconel 718 in işlenmesi sırasında, iyi bilinen özelliği olan düşük ısıl iletkenliğinden dolayı takım sıcaklığı kolayca yükselmektedir. İşleme sırasında malzemenin yüksek sertliğinin sonucu olarak talaş oluşumunda güçlüklerle karşılaşılmaktadır [3]. Malzemenin üretim maliyeti yüksek olduğu için işlenmesi esnasındaki hatalar ciddi maddi kayıplara neden olmaktadır. Uzay endüstrisinde delik delme işlemi, uzun zamandan beri bilinen en önemli işleme süreçlerinden biridir. Şu ana kadar yapılan Inconel 718 alaşımı üzerindeki işleme araştırmaları, çoğunlukla tornalama ve frezeleme operasyonlarından ibaret olup, delme operasyonları ile ilgili literatür çok kısıtlıdır [3, 4]. Subramaniam ve Cook, yaptıkları bir çalışmada delik delmenin uzay endüstrisinde bütün talaş kaldırma operasyonlarının %40 ını oluşturduğunu tespit etmişlerdir [5]. Klocke ve arkadaşları, farklı PVD kaplamalarla kaplanmış takımlar kullanarak nikel esaslı Inconel 718 i delme işleminin tornalama ve frezelemeye göre daha zor bir işlem olmasını, dış çaptan merkeze doğru sıfıra düşen kesme hızına; matkap üzerindeki helis kanallardan dolayı meydana gelen karşıt yönlü ilerleme hareketinin talaşın kaldırılmasını zorlaştırmasına; sürtünme ve yapışma işleminin talaş, takım ve delik duvarı arasında olmasına ve soğutma işlemi dışardan tatbik edildiğinde matkap ucuna yetersiz ulaşmasına bağlamışlardır [6]. Arunnachalam ve Mannan, araştırmalarında verimliliğin artmasında, yüksek kesme hızı ile işlemenin ümit verici olduğunu göstermişlerdir. Ayrıca kesici geometrisinin doğru seçiminin işleme verimliliği üzerinde önemli olduğu saptanmıştır [7]. Uehara yaptığı çalışmada, Inconel 718 in işlenebilirliği zor bir malzeme olarak sınıflandırıldığına dikkat çekmiştir. Inconel 718 in zor işlenebilirliği ile tanınmasındaki başlıca nedenleri ise içerdiği karbürlerin aşınma ile takımı hızla kullanılamaz hale getirmesi, düşük ısıl iletkenliğe sahip olması, takım malzemesi ile yüksek reaksiyon vermesi ve yüksek oranda işleme sertliğine sahip olması olarak belirtmiştir [8]. Bu çalışmada, Inconel 718 in farklı kesme hızı ve ilerlemelerde TiN, TiAlN kaplamalı ve kaplamasız matkaplarla delinmesinde yüzey pürüzlülüğü ve talaş oluşumu incelenmiştir. 2. MATERYAL VE METOT (MATERIAL AND METHOD) 2.1. Kesici Takımlar ve Kesme Parametreleri (Cutting Tools and Cutting Parameters) Talaş kaldırma deneyleri Johnford VMC 550 marka (Tayvan) CNC dik işleme merkezinde yapılmıştır. Kesici takım olarak, Guhring kesici takım firması (Almanya) tarafından imal edilmiş karbür (DIN 6539) matkaplar kullanılmıştır. Ana malzemesi karbür olan bu matkaplar üç gruba ayrılmıştır. Birinci gruba TiN kaplama, ikinci gruba TiAlN kaplama yapılmış ve son grup matkaplar üzerinde herhangi bir işlem yapılmadan (kaplamasız) kullanılmıştır. Kaplamalar, Guhring firması tarafından PVD (Fiziksel Buharlaştırma Metodu) ile tamamen kuru bir ortamda tek kat olarak; TiN için 1,5-2 μm, TiAlN için 3-3,5 μm kalınlığında yapılmıştır. Kaplama sertlikleri TiN kaplama için 1500-2000 Vickers, TiAlN kaplama için 3000-3500 Vickers, kaplamasız için de 1620 Vickers dir. Delme işleminde kullanılan kesme parametreleri ve takım özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Kesici takım özellikleri ve kesme parametre- releri (Cutting tools properties and cutting parameters) Kesicinin Cinsi Standart DIN 6539 Kesici Takım Malzemesi Kesici Geometrisi Kaplama Malzemeleri Kesme Hızları İlerleme Hızları Silindirik saplı kısa helisel matkap ucu Sementit karbür 2.2. Deney Numuneleri (Test Samples) Ø5mm, uç açısı 135 o, helis açısı 35 o TiN, TiAlN, kaplamasız 10; 12,5; 15; 17,5 m/dak 0,05; 0,075; 0,1 mm/dev Deneysel çalışmalar için, endüstride özel kullanım alanı olan Inconel 718 süper alaşım (0.040% C, 0.08% Mn, 0.08% Si, 0.98% Ti, 0.50% Al, 0.23%Co, 3.04% Mo, 5.43% Nb+Ta, 17.80% Fe, 19.00% Cr ve 52.82% Ni) malzemeden hazırlanmış deney numuneleri kullanılmıştır. Inconel 718 süper alaşımın mekanik özellikleri Tablo 2 de verilmiştir. Deney numuneleri tel erozyon tezgâhında 100x100 mm ebatlarında 10 mm kalınlığında plaka olarak kesilmiştir. Her deneyde 10 adet delik delindiğinden, numunelerin her biri üzerinde 9 adet deney yapılmış olup toplam 90 adet delik delinmiştir. Deliklerin numune üzerindeki dağılımı Şekil 1 de verilmiştir. Delinen delik etrafındaki sertlik dağılımı göz önüne alınarak, deliklerin parça üzerine yerleştirilmesinde mümkün olduğu kadar birbiri ile uzaklığının eşit olmasına dikkat edilmiştir. Böylece, delme sırasında ısının mümkün olduğu kadar eşit şartlarda dağılması hedeflenmiştir. Tablo 2. Inconel 718 in mekanik özellikleri (Mechanical properties of Inconel 718) Sertlik (HB) Akma sınırı (Mpa) Çekme dayanımı (Mpa) Kopma Uzaması % (5do) 388 1375 1170 23.3 Michael ve arkadaşları, delme işleminde optimum sonuçlar elde etmek amacıyla delme boyu, delik çapının üç katı yada üç katından daha düşük olması gerektiğini belirtmişlerdir [9]. Bu nokta göz önünde bulundurularak delik boyu 8 mm olarak seçilmiştir. Delik çıkışlarında takımda oluşacak beklenmeyen problemleri engellemek maksadı ile kör delik uygu- 294 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 2, 2010

INCONEL 718 in Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Talaş Oluşumu... T. Kıvak v.d. çıkma mesafesi 30 mm tutulmuştur. Bu değer karşılaştırma doğruluğu sağlamak için bütün deneylerde sabit kalmıştır. 3. DENEY SONUÇLARI VE TARTIŞMA (EXPERIMENT RESULTS AND DISCUSSION) Chen ve Liao, yaptıkları çalışmada süper alaşımların delinmesinde matkap uç açısının 135 o ve daha büyük olmasını tavsiye etmişler ve Inconel 718 in delinmesinde 140 o uç açısına ve 8 o boşluk açısına sahip matkapların daha iyi performans sergilediğini tespit etmişlerdir [11]. Literatür ışığında matkabın uç açısının 135 o olmasına ve delme sırasında istenilen rijitliğin sağlanabilmesi için matkap boyunun kısa olmasına karar verilmiştir. Şekil 1. Deliklerin deney numunesi üzerindeki dağılımı (Distribution of the holes on the test sample) laması tercih edilmiştir. Deney sırasında takımlardaki muhtemel ısı şoku oluşmaması için soğutma sıvısı kullanılmamıştır [10]. Her deney için yeni bir matkap kullanılarak toplam 36 adet deney yapılmıştır. Bu deneylerden on ikisi TiN kaplamalı on ikisi TiAlN kaplamalı ve diğer on ikisi de kaplamasız matkaplarla yapılmıştır. Her deney iki kez tekrarlanarak elde edilen verilerin doğruluğu teyit edilmeye çalışılmıştır. 2.3. Yüzey Pürüzlülüğünün Ölçülmesi (Measuring of the surface roughness) İşlenebilirlik çalışmalarında yüzey pürüzlülüğünün ölçülmesi ve değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Ölçme işleminin delik yüzeylerinde yapılacak olması işlemi biraz zorlaştırmaktadır. Özellikle küçük çaplı deliklerin yüzey pürüzlülüğünün ölçülmesi özel uç ve aparatlar gerektirdiğinden standart basit cihazlarla yapılması mümkün değildir. Bu nedenle elde edilen deliklerin yüzey pürüzlülüğünün ölçümü ORS (Orta Doğu Rulman Sanayi A.Ş) ölçme laboratuarlarında yapılmıştır. Ölçümlerde Taylor Hobson marka Talysurf PGI Plus tip yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazı kullanılmıştır. Ölçümlerin kolay yapılabilmesi için numuneler tel erozyon tezgâhında delik eksenine paralel olarak tam ortasından kesilmiştir. Delik eksenine paralel üç farklı noktadan ölçüm yapılarak, bu ölçümlerin ortalaması alınmıştır. Bu işlem her deneydeki 10 adet delik için tekrarlanmış olup elde edilen bu değerlerin de ortalaması alınmıştır. Böylece her deney için 1 adet yüzey pürüzlülük değeri elde edilmiştir. Pürüzlülük ölçümlerinde sadece ortalama yüzey pürüzlülüğü (R a ) değerleri ölçülmüştür. Matkap üzerindeki burkulma etkisini yok etmek amacıyla, matkap ucunun takım tutucudan Kesme parametrelerinin tayini, yine literatürden [6,11,12], istifade edilerek ve kesici takım kataloğunda tavsiye edilen değerler göz önünde bulundurularak pilot deneylerle belirlenmiştir. Pilot deneyler sırasında kesme hızı 17,5 m/dak ı ve ilerleme hızı 0,1 mm/dev i aştığında, matkaplar sadece birkaç delik delebilecek kadar ömür sergilemiştir. Bu nedenle her kesici takımla 10 adet delik delinmesi hedeflenmiş olup bazı kesici takımlar 10 adet deliği tamamlayamadan kırılmıştır. 3.1. Yüzey Pürüzlülüğünün Değerlendirilmesi (Evaluation of The Surface Roughness) Şekil 2 de farklı kesme hızlarında, ilerleme hızına bağlı olarak üç farklı takımın R a değerlerinin birbiri ile karşılaştırılması görülmektedir. Grafiklere bakıldığında genel olarak üç takımda da ilerleme hızındaki artışla R a değerleri artış göstermiş ve en yüksek R a değerleri 0,1 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. Literatürde belirtildiği gibi ilerleme hızındaki artışla yüzey pürüzlülüğündeki artış beklenilen bir durumdur [13]. Grafiklerdeki eğilim çizgilerine bakıldığında ise, bazı ilerleme hızlarında sapmalar olmakla birlikte genel itibariyle, kaplamasız takıma ait olan eğilim çizgisi aşağıda yer alırken TiAlN kaplı takıma ait eğilim çizgisi en yukarıda bulunmaktadır. Dolayısıyla her takım için R a değerlerinin ortalaması düşünüldüğünde, kaplamasız takımla elde edilen R a değerlerinden TiAlN kaplı takımla elde edilen R a değerlerine doğru bir artış söz konusudur. TiN kaplı takımla, TiAlN kaplı takıma göre daha düşük R a değerlerinin elde edilmesinin sebebi TiN kaplamanın yüzey yağlama özelliğine ve düşük sürtünme katsayısına atfedilmiştir [14]. Şekil 3 teki grafiklere bakıldığında 0,05 mm/dev ve 0,1 mm/dev ilerleme hızlarında üç takımda da kesme hızındaki artışa bağlı olarak R a değerlerinde, 15 m/dak kesme hızına kadar düşüş görülmüştür. Ancak 15 m/dak kesme hızından sonra R a değerlerinde bir miktar artış meydana gelmiştir. Literatürde, kesme hızının artması ile yüzey pürüzlülüğünün iyileştiği belirtilmektedir [13]. Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 2, 2010 295

T. Kıvak v.d. INCONEL 718 in Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Talaş Oluşumu... Şekil 2. Kaplama malzemesi ve kesme hızına bağlı olarak ilerleme hızındaki artışla ortalama yüzey pürüzlülüğündeki değişim (Variation in the average surface roughness with an increase in the feed rates, depending on coating material and cutting speed) Şekil 3. Kaplama malzemesi ve ilerleme hızına bağlı olarak kesme hızındaki artışla ortalama yüzey pürüzlülüğündeki değişim (Variation in the average surface roughness with an increase in the cutting speed, depending on coating material and feed rates) 15 m/dak kesme hızından sonra meydana gelen artışın, yüksek kesme hızlarında kesici takım üzerinde aşınmaların daha hızlı olması buna bağlı olarak sürtünmenin artması, talaşın kesme bölgesinden uzaklaştırılmasının zor olması gibi nedenlerden kaynaklandığı söylenebilir [13]. 17,5 m/dak kesme hızında bazı takımların deneyi tamamlayamadan kırılması da bunu doğrular niteliktedir. Bütün ilerleme ve kesme hızı kombinasyonlarında en düşük R a değerleri 0,05 mm/dev ilerleme hızı ile TiN kaplı takımlar için 12,5 m/dak, diğerleri için ise 15 m/dak kesme hızı kombinasyonunda elde edilmiştir (Şekil 3). 296 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 2, 2010

INCONEL 718 in Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Talaş Oluşumu... T. Kıvak v.d. Yüzey pürüzlülüğünün genel bir değerlendirilmesi yapılacak olursa en düşük R a değerleri kaplamasız takımlarla delinen deliklerden alınmıştır. Üç kesici takım arasında en düşük R a değeri (0,92 μm), 0,05 mm/dev ilerleme ve 15 m/dak kesme hızında kaplamasız takımlarla delinen deliklerden elde edilmiştir. 3.2. Talaş Oluşumunun Değerlendirilmesi (Assessment of The Chip Formation) Delme deneyleri sırasında talaş karakteristiğini belirlemek için yapılan deneyler sırasında talaş örnekleri alınmıştır. Genel olarak talaş oluşumu incelendiğinde yapılan bütün deneylerde, ilk delikte meydana gelen talaş şeklinin kopuk talaş şeklinde olduğu görülmekle birlikte birkaç delikten sonra şekil değiştirerek sürekli helisel talaş şekline dönüşmüştür. Şekil 4 te bir deneydeki 1., 5. ve 10. delikten alınan talaş örnekleri görülmektedir. Ayrıca ilk deliklerdeki talaş şekilleri daha sünek yapıda iken son deliklere doğru daha sert ve kırılgan bir yapıya büründüğü görülmüştür. Şekil 5. 17,5 m/dak kesme hızı ve 0,1 mm/dev ilerleme hızında üç farklı takımdan alınan talaş şekilleri (The chip forms taken from three different cutting tools at the feed rate 0,1 mm/rev and the cutting speed 17,5 m/min) parametrelerinde R a değerlerinde çok fazla artış olmamıştır. Bunun sebebi ise değerlendirmede, delinen tüm deliklerden alınan R a değerlerinin ortalamasının alınmasıdır. Oysaki son deliklerde takım aşınmasının da etkisiyle R a değerlerinde ciddi artışlar gözlemlenmiştir. Şekil 6 da aynı ilerleme hızında, kesme hızına bağlı olarak TiN kaplı takımla delinen ilk deliklerden alınan talaş örneklerindeki değişim görülmektedir. Orta kesme hızlarında (12,5-15 m/dak) elde edilen talaşlar daha düzenli ve küçük adımlı helisel talaş şeklindedir. Bu kesme hızları (özellikle 15 m/dak) en düşük yüzey pürüzlülük değerlerinin elde edildiği kesme hızlarıdır. Şekil 4. Bir matkapla yapılan deneylerde 1., 5. ve 10. delme sırasında alınan talaş şekilleri (The chip forms taken from the first, fifth and tenth holes in the tests by a drill) Yüksek kesme hızı ve ilerleme hızı kombinasyonlarında, özellikle delme işlemini tamamlayamadan kırılan takımlarla oluşan talaş örneklerine bakıldığında büyük adımlı ve testere dişi şeklinde talaş şekli meydana gelmiştir. Şekil 5 te 17,5 m/dak kesme hızı ve 0,1 m/dev ilerleme hızlarında üç farklı takımla delinen son deliklerden (10., 7. ve 2. delik) alınan talaş örnekleri görülmektedir. Talaş örneklerinden, talaş oluşumunun zor kesme şartları altında meydana geldiği yüksek kesme kuvvetlerinin oluştuğu, bunlara bağlı olarak talaş şeklinin düzensiz olduğu görülmektedir. TiAlN kaplı takımla oluşan talaş örneğinden takımın kesmeden ziyade kazıma ve koparma yaptığı ve sonuç olarak takımın daha ikinci delikte kırıldığı görülmüştür. Bu kesme Şekil 6. 0,075 mm/dev ilerleme hızında kesme hızına bağlı olarak TiN kaplı takımla delinen ilk deliklerden alınan talaş şekillerindeki değişim (Changes at the chip forms according to cutting speed taken from the holes drilled by the TiN coated drills at the 0,075 mm/rev feed rate) Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 2, 2010 297

T. Kıvak v.d. INCONEL 718 in Delinmesinde Kesme Parametrelerinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Talaş Oluşumu... Düzenli talaş akışının yüzey pürüzlülüğünü olumlu etkilediği düşünülmektedir. Sonuç olarak düşük ilerleme ve kesme hızlarında talaş şekli daha düzenlidir. Talaş oluşumu ile yüzey pürüzlülüğü değerleri birlikte göz önüne alındığında genel olarak talaş şeklinin daha düzgün bir şekil almasıyla yüzey pürüzlülüğünün de azaldığı söylenebilir. 4. SONUÇLAR (CONCLUSIONS) Yapılan deneysel çalışmalar neticesinde aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. i- TiN kaplı takımlarla düşük ilerlemelerde (0,05 mm/dev), kaplamasız takımlarla orta ilerlemelerde (0,075 mm/dev), TiAlN kaplı takımlarla yüksek ilerlemelerde daha düşük yüzey pürüzlülüğü elde edilmiştir. Ancak genel olarak, en düşük yüzey pürüzlülük değerleri kaplamasız takımla delinen deliklerden alınmıştır. ii- Deneyi başarıyla tamamlayan matkaplar arasında yüzey pürüzlülük değeri ortalaması en düşük 0,91 μm dur. Bu değer kaplamasız matkapla 15 m/dak kesme hızı ve 0,05 mm/dev ilerleme hızında elde edilmiştir. TiAlN kaplı matkapların bir kısmı deneyleri tamamlayamadan kırıldığı için genel olarak yüzey pürüzlülük ölçümleri daha yüksektir. iii- Genel olarak ortalama yüzey pürüzlülük değerleri ilerleme hızındaki artışa bağlı olarak artmış, kesme hızındaki artışa bağlı olarak belirli bir kesme hızına kadar (15 m/dak) azalmıştır. Yüzey pürüzlülüğündeki değişimde ilerleme hızının kesme hızından daha etkili olduğu söylenebilir. iv- Talaş oluşumu incelendiğinde yapılan bütün deneylerde, ilk delikte meydana gelen talaş şeklinin kesik kesik talaş şeklinde olduğu görülmüştür. Takip eden deliklerde talaş şekli büyük adımlı sürekli talaşa dönüşmüştür. İlk deliklerdeki talaş şekilleri daha sünek yapıda iken son deliklere doğru gevrek ve kırılgan bir yapıya dönüşmüştür. Yüksek kesme hızı ve ilerleme hızı kombinasyonlarında, özellikle delme işlemini tamamlayamadan kırılan takımlarla oluşan talaş şekillerinin büyük adımlı helis ve testere dişlere sahip olduğu görülmüştür. TEŞEKKÜR (ACKNOWLEDGMENTS) Yazarlar bu çalışmayı; 07/2007-41 No lu Proje ile destekleyen Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Başkanlığı na teşekkür eder. KAYNAKLAR (REFERENCES) 1. Bhattacharya, S.K., Javaid, A., Lewis, M.H., Walbank, J., Wear Mechanisms of Syalon Ceramic Tools when Machining Nickel-Based Materials, Metals Technology, 10: 482-483 (1983). 2. Bradley, E., Superalloys A Tecnical Guide, ASM Internatıonal, USA, 1-29 (1988). 3. Rahman, M., Seah, W.K.H., Teo, T.T., The Machinability of Inconel 718, Journal of Materials Processing Tecnology, 63: 199-204 (1997). 4. Ezugwu, E.O., Wang, Z.M., Wear of Coated Carbide Tools When Machining Nickel (Inconel 718) and Titanium Base (Ti-6Al-4V) Alloys, Triboloji Transactions, 43: 263-268 (2000). 5. Subramaniam, K., Cook, N.H., Sensing of Drill Wear and Prediction of Drill Life, ASME, Journal of Engineering for Industry, 99: 295-301 (1997). 6. Klocke, F., Gerschwiler, K., Fritsch, R., Lung, D., PVD-Coated Tools and Native Ester an Advanced System for Environmentally Friendly Machining, Surface & Coatings Technology, 201: 4389-4394 (2006). 7. Arunachalam, R., Mannan, M.A., Machinability of Nickel-Based High Temperature Alloys, Machining Science and Technology, 4 (1): 127-168 (2000). 8. Uehara, K., High-Speed Machining of Inconel 718 with Ceramic Tools, Ann CIRP, 42 (1): 103-106 (1993). 9. Michael, F., Kahles, J.F., Koster W.P., ASM Handbook: Surface finish and surface integrity, American Society for Metals, 3: 468-475 (1989). 10. Durante, S., Rutelli, G., Rabezzana, F., Aluminum-Based MMC Machining with Diamond-Coated Cutting Tools, Surface&Coatings Technology, 632-640 (1997). 11. Chen, Y.C., Liao, Y.S., Study on Wear Mechanisms in Drilling of Inconel 718 Superalloy, Journal of Materials Processing Technology, 140: 269-273 (2003). 12. Syed, E.A., Mannan, M.A., Hole Quality In Drilling Of Annealed Inconel 718, Transactions Of The North American Manufacturing Research Institution Of SME, 32: 271-278 (2004). 13. Modern Metal Cutting, Practical Handbook, Sandvik, (1994). 14. Çakır, M.C., Modern Talaşlı İmalat Yöntemleri, Vipaş A.Ş, Bursa, 350-390 (2000). 298 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 2, 2010