Cam bilya partikül ile takviye edilmiş PA66'nın işlenebilirliği ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Processability and mechanical properties of PA66 reinforced with glass ball particles
Yazar: GONCA USLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NAFİZ YAŞAR
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, farklı oranlarda cam bilya (CB) takviye edilerek üretilen poliamid 66 (PA66) malzemelerde CB katkısının mekanik özelliklere ve delinebilirliğe etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, mekanik özellikler için çekme mukavemeti, elastiklik modülü, sertlik, kopmadaki uzama ve darbe mukavemeti ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, delme yöntemiyle gerçekleştirilen işlenebilirlik deneylerinde itme kuvveti ve yüzey pürüzlülüğü işleme çıktıları değerlendirilmiştir. Delme deneylerinde, iki farklı matkap kalitesi (kaplamasız ve kaplamalı) ile ilerleme miktarı ve kesme hızının üçer farklı seviyeleri kullanılmıştır. Mekanik testler sonucunda, CB takviyesinin çekme mukavemeti, darbe mukavemeti ve kopmadaki uzama oranını düşürdüğü, sertlik ve elastiklik modülünü ise artırdığı gözlemlenmiştir. En yüksek çekme mukavemeti, darbe mukavemeti ve kopmadaki uzama oranı CB takviye edilmemiş PA66 ile elde edilirken, en yüksek sertlik değeri ve elastiklik modülü %30 CB takviyeli PA66 ile elde edilmiştir.  Delme deneyleri sonucunda ise kaplamalı matkap ile elde edilen itme kuvveti (Fz) değerleri, kaplamasız matkap ile elde edilen değerlere göre daha düşük çıkmıştır. Diğer taraftan, artan CB oranına bağlı olarak Fz deeğrinin arttığı gözlemlenmiştir. En düşük Fz değeri kaplamalı matkap ile %10 CB takviyeli PA66 ile elde edilmiştir. En yüksek Fz değeri ise kaplamasız matkap ile %30 CB takviyeli PA66 ile elde edilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü (Ra) açısından yapılan değerlendirmede artan CB takviye oranının Ra değerini artırdığı, aynı CB takviye oranlarında yapılan kıyaslamalarda ise kaplamalı matkap ile elde edilen Ra değerleri, kaplamasıza göre daha düşük çıkmıştır. En düşük Ra değeri %10 CB takviyeli PA66'nın kaplamalı matkap ile delinmesinde, en yüksek Ra değeri ise %30 CB takviyeli PA66'nın kaplamasız matkap ile delme işleminde ortaya çıkmıştır. Bu sonuçlara göre, CB takviyesinin Fz ve Ra değerlerini artırdığı, kesici takım kaplamasına bağlı olarak düşüş dergilediğini söylemek mümkündür. Ayrıca artan ilerleme miktarına bağlı olarak Fz ve Ra değerlerinde artış olduğu görülmüştür. Kesme hızının artışlarında Fz ve Ra değerlerinde azalma olduğu, ancak kesme hızının 80 m/dak'dan 120 m/dak'ya artışlarında Ra değerlerinin arttığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to investigate the effect of glass ball (GB) additive on mechanical properties and punctureability of polyamide 66 (PA66) materials produced by reinforcing GB at different rates. In this direction, tensile strength, modulus of elasticity, hardness, elongation at break and impact strength were measured for mechanical properties. In addition, the thrust force and surface roughness machining outputs were evaluated in the machinability tests performed with the drilling method. In drilling experiments, two different drill qualities (uncoated and coated) and three different levels of feed rate and cutting speed were used. As a result of the mechanical tests, it was observed that GB reinforcement decreased the tensile strength, impact strength and elongation at break, while increasing the stiffness and modulus of elasticity. The highest tensile strength, impact strength and elongation at break were obtained with PA66 without GB reinforcement, while the highest hardness value and modulus of elasticity were obtained with 30% GB reinforced PA66. As a result of the drilling experiments, the thrust force (Fz) values obtained with the coated drill were lower than the values obtained with the uncoated drill. On the other hand, it was noticed that the Fz value rose depending on the increasing GB ratio. The lowest Fz value was obtained with coated drill and 10% GB reinforced PA66. The highest Fz value was obtained with uncoated drill and 30% GB reinforced PA66. In the evaluation made in terms of surface roughness (Ra), increasing the GB reinforcement ratio increased the Ra value, and in the comparisons made at the same GB reinforcement ratios, the Ra values obtained with the coated drill were lower than the uncoated drill. The lowest Ra value was observed when drilling 10% GB reinforced PA66 with a coated drill, and the highest Ra value was found in drilling with an uncoated drill of 30% GB reinforced PA66. According to these results, it is possible to say that GB reinforcement increases the Fz and Ra values and journals decrease depending on the cutting tool coating. In addition, it was observed that the Fz and Ra values increased depending on the increasing feed rate. It was determined that there was a decrease in Fz and Ra values with increasing cutting speed, but Ra values increased with increasing cutting speed from 80 m/min to 120 m/min.